JP2006024913A - Translucent positive electrode for compound semiconductor light-emitting device of gallium nitride series, and the light-emitting device - Google Patents

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Munetaka Watanabe
宗隆 渡辺
Noritaka Muraki
典孝 村木
Yasushi Ono
泰 大野
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a translucent positive electrode for a compound semiconductor light-emitting device that does not need alloying heat treatment under electron radiation, high temperature annealing or oxygen atmosphere, and has proper translucency and low contact resistance, being superior in diffusion of electric current. <P>SOLUTION: This deals with a translucent positive electrode for a compound semiconductor light-emitting element of a gallium nitride series that is composed of a contact metal layer contacting a p-type semiconductor layer, and an electric current diffusion layer provided with a bonding pad and a part of the contact metal layer whose electric conductivity is equal to or larger than that of the contact metal layer. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は透光性正極、特に窒化ガリウム（ＧａＮ）系化合物半導体発光素子用に適した良好な透光性とオーミック性を有する透光性正極および発光素子に関する。   The present invention relates to a translucent positive electrode, in particular, a translucent positive electrode and a light-emitting element having good translucency and ohmic properties suitable for a gallium nitride (GaN) -based compound semiconductor light-emitting element.

近年、短波長光発光素子用の半導体材料としてＧａＮ系化合物半導体材料が注目を集めている。ＧａＮ系化合物半導体は、サファイア単結晶を始めとして、種々の酸化物やＩＩＩ−Ｖ族化合物を基板として、その上に有機金属気相化学反応法（ＭＯＣＶＤ法）や分子線エピタキシー法（ＭＢＥ法）等によって形成される。   In recent years, GaN-based compound semiconductor materials have attracted attention as semiconductor materials for short wavelength light emitting devices. GaN-based compound semiconductors include sapphire single crystals, various oxides and III-V compounds as substrates, and metalorganic vapor phase chemical reaction method (MOCVD method) or molecular beam epitaxy method (MBE method). And so on.

ＧａＮ系化合物半導体材料の特性として、横方向への電流拡散が小さいことがある。原因は、エピタキシャル結晶中に多く存在する、基板から表面へ貫通する転位の存在であることが考えられるが、詳しいことは判っていない。さらに、ｐ型のＧａＮ系化合物半導体においてはｎ型のＧａＮ系化合物半導体に比べて抵抗率が高くその表面に金属を積層しただけではｐ型半導体層内の横の電流の広がりはほとんど無く、ｐｎ接合を持ったＬＥＤ構造とした場合正極の直下しか発光しない。   A characteristic of the GaN-based compound semiconductor material is that current diffusion in the lateral direction is small. The cause is thought to be the presence of dislocations penetrating from the substrate to the surface, which are often present in the epitaxial crystal, but the details are not known. Further, a p-type GaN-based compound semiconductor has a higher resistivity than an n-type GaN-based compound semiconductor, and there is almost no spread of lateral current in the p-type semiconductor layer just by laminating a metal on the surface thereof. When the LED structure has a junction, light is emitted only directly below the positive electrode.

そのため、電子線照射や高温のアニールを行なってｐ型半導体層の抵抗率を下げることで電流の拡散性を強めることが行なわれている。しかし、電子線照射は装置が非常に高価で製造コストが見合わなくなる。またウェーハ面内を均一に処理することは難しい。高温のアニール処理においても効果が顕著に現れる為には９００℃以上のプロセスが必要となるがその際ＧａＮの結晶構造の分解が始まり、窒素の脱離による逆方向電圧特性の劣化が危惧される。   For this reason, current diffusibility is enhanced by reducing the resistivity of the p-type semiconductor layer by performing electron beam irradiation or high-temperature annealing. However, the electron beam irradiation is very expensive and the production cost cannot be met. Moreover, it is difficult to uniformly process the wafer surface. A process of 900 ° C. or higher is required for the effect to be prominent even in the high-temperature annealing process. At that time, the decomposition of the crystal structure of GaN starts, and there is a concern that the reverse voltage characteristics are deteriorated due to desorption of nitrogen.

また、正極としてｐ型半導体層上にＮｉとＡｕを各々数１０ｎｍ程度積層させ酸素雰囲気下で合金化処理を行い、ｐ型半導体層の低抵抗化の促進および透光性とオーミック性を有した正極の形成を行なうことが提案されている（特許文献１参照）。   In addition, Ni and Au were stacked on the p-type semiconductor layer as a positive electrode about several tens of nanometers each, and alloying treatment was performed in an oxygen atmosphere to promote low resistance of the p-type semiconductor layer and to have translucency and ohmic properties. It has been proposed to form a positive electrode (see Patent Document 1).

しかし、酸素雰囲気下での合金化処理については露出したｎ型ＧａＮ層の表面に酸化物層が形成され負極のオーミック性に影響を与える。さらに酸化雰囲気合金化処理されたＡｕ／Ｎｉ電極は網目構造を有しており発光むらが起こりやすいことや機械強度が弱く保護膜の設置が必須となり製造コストの上昇につながる。さらにＮｉを酸素雰囲気下で熱処理する為、Ｎｉの酸化物が表面を覆い透光性電極上にパッド電極を形成するとその密着性が弱くボンディング強度が得られない。   However, in the alloying treatment in an oxygen atmosphere, an oxide layer is formed on the exposed surface of the n-type GaN layer, which affects the ohmic property of the negative electrode. Further, the Au / Ni electrode that has been alloyed in an oxidizing atmosphere has a network structure, and uneven light emission is likely to occur, the mechanical strength is weak, and the installation of a protective film is essential, leading to an increase in manufacturing cost. Furthermore, since Ni is heat-treated in an oxygen atmosphere, if Ni oxide covers the surface and a pad electrode is formed on the translucent electrode, its adhesion is weak and bonding strength cannot be obtained.

また、正極としてｐ型半導体層上にＰｔを形成し酸素を含む雰囲気中で熱処理し、ｐ型半導体層の低抵抗化と合金化処理を同時に行なうことが提案されている（特許文献２）。しかし、この方法も酸素雰囲気下で熱処理するため、上述の問題を有する。さらに、Ｐｔ単体で良好な透明電極とするためには相当薄く（５ｎｍ以下）しなければならないが、結果としてＰｔ層の電気抵抗が高くなり、熱処理によりＰｔ層の低抵抗化が成されたとしても電流の広がりが悪く、不均一な発光となり順方向電圧（ＶＦ）の上昇および発光強度の低下を招く。   In addition, it has been proposed that Pt is formed on the p-type semiconductor layer as a positive electrode and heat-treated in an atmosphere containing oxygen to simultaneously reduce the resistance of the p-type semiconductor layer and perform alloying treatment (Patent Document 2). However, this method also has the above-mentioned problem because it is heat-treated in an oxygen atmosphere. Furthermore, in order to make a good transparent electrode with Pt alone, it must be made quite thin (5 nm or less), but as a result, the electrical resistance of the Pt layer is increased, and the resistance of the Pt layer is lowered by heat treatment. However, the current spread is poor, resulting in uneven light emission, leading to an increase in forward voltage (VF) and a decrease in light emission intensity.

特許第２８０３７４２号公報Japanese Patent No. 2803742 特開平１１−１８６６０５号公報JP 11-186605 A

本発明の目的は、上述の問題点を解決する為に、電子線照射や高温アニールまたは酸素雰囲気下での合金化熱処理等を必要とせず、かつ良好な透光性と低接触抵抗を有する電流拡散性に優れた正極を提供することである。本発明において透光性とは、３００〜６００ｎｍの波長領域における光に対して透光性（透過率２０％以上）であることを意味する。   The object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and does not require electron beam irradiation, high-temperature annealing, alloying heat treatment in an oxygen atmosphere, etc., and has a good translucency and low contact resistance. It is to provide a positive electrode excellent in diffusibility. In the present invention, translucency means translucency (transmittance of 20% or more) with respect to light in a wavelength region of 300 to 600 nm.

本発明は、以下の発明を提供する。
（１）ｐ型半導体層に接するコンタクトメタル層、ボンディングパッドおよび該コンタクトメタル層上の一部に設けられ、その導電率がコンタクトメタル層以上の値である電流拡散層からなる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用透光性正極。 The present invention provides the following inventions.
(1) A contact metal layer that is in contact with the p-type semiconductor layer, a bonding pad, and a current diffusion layer that is provided on a part of the contact metal layer and whose conductivity is a value equal to or higher than that of the contact metal layer. Translucent positive electrode for gallium nitride compound semiconductor light emitting device.

（２）電流拡散層がボンディングパッドと負極の最短電流流路領域の外側に主に配置されていることを特徴とする上記１項に記載の透光性正極。
（３）電流拡散層の一部がボンディングパッドと近接または接続していることを特徴とする上記１または２項に記載の透光性正極。 (2) The translucent positive electrode according to the above item (1), wherein the current diffusion layer is mainly disposed outside the shortest current flow path region between the bonding pad and the negative electrode.
(3) The translucent positive electrode according to the above item (1) or (2), wherein a part of the current diffusion layer is close to or connected to the bonding pad.

（４）電流拡散層の一部が最短電流流路領域内にあるかまたは近接していることを特徴とする上記１〜３項のいずれか一項に記載の透光性正極。 (4) The translucent positive electrode as described in any one of (1) to (3) above, wherein a part of the current diffusion layer is in or close to the shortest current flow path region.

（５）コンタクトメタル層が白金族金属またはその合金からなることを特徴とする上記１〜４項のいずれか一項に記載の透光性正極。 (5) The translucent positive electrode according to any one of (1) to (4) above, wherein the contact metal layer is made of a platinum group metal or an alloy thereof.

（６）コンタクトメタル層が白金、ロジウム、パラジウム、イリジウムおよびルテニウムからなる群から選ばれた金属またはそれらの金属の少なくとも一種を含む合金からなることを特徴とする上記５項に記載の透光性正極。 (6) The translucent property as described in (5) above, wherein the contact metal layer is made of a metal selected from the group consisting of platinum, rhodium, palladium, iridium and ruthenium or an alloy containing at least one of these metals. Positive electrode.

（７）コンタクトメタル層が白金またはその合金からなることを特徴とする上記６項に記載の透光性正極。 (7) The translucent positive electrode as described in (6) above, wherein the contact metal layer is made of platinum or an alloy thereof.

（８）コンタクトメタル層の厚さが０．１〜７．５ｎｍであることを特徴とする上記１〜７項のいずれか一項に記載の透光性正極。 (8) The translucent positive electrode according to any one of (1) to (7) above, wherein the contact metal layer has a thickness of 0.1 to 7.5 nm.

（９）コンタクトメタル層の厚さが０．１〜５ｎｍであることを特徴とする上記８項に記載の透光性正極。 (9) The translucent positive electrode as described in (8) above, wherein the contact metal layer has a thickness of 0.1 to 5 nm.

（１０）電流拡散層の面積がコンタクトメタル層の面積（ボンディングパッドの領域を除く）の５％〜５０％であることを特徴とする上記１〜９項のいずれか一項に記載の透光性正極。 (10) The translucent device as described in any one of (1) to (9) above, wherein the area of the current diffusion layer is 5% to 50% of the area of the contact metal layer (excluding the bonding pad region). Positive electrode.

（１１）電流拡散層がコンタクトメタル層と同一材料からなることを特徴とする上記１〜１０項のいずれか一項に記載の透光性正極。 (11) The translucent positive electrode according to any one of (1) to (10), wherein the current diffusion layer is made of the same material as the contact metal layer.

（１２）電流拡散層が金、銀、銅、アルミニウム、ニッケル、鉄、コバルト、白金族金属およびこれらの金属の少なくとも一種を含む合金からなる群から選ばれることを特徴とする上記１〜１１項のいずれか一項に記載の透光性正極。 (12) The items 1 to 11 above, wherein the current spreading layer is selected from the group consisting of gold, silver, copper, aluminum, nickel, iron, cobalt, platinum group metals and alloys containing at least one of these metals. The translucent positive electrode as described in any one of these.

（１３）電流拡散層が金またはその合金からなることを特徴とする上記１２項に記載の透光性正極。
（１４）基板上にｎ型半導体層、発光層およびｐ型半導体層がこの順序で積層され、ｎ型半導体層およびｐ型半導体層に負極および正極がそれぞれ設けられた窒化ガリウム系化合物半導体発光素子において、正極が請求項１〜１３のいずれか一項に記載された透光性正極である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。 (13) The translucent positive electrode as described in (12) above, wherein the current diffusion layer is made of gold or an alloy thereof.
(14) A gallium nitride-based compound semiconductor light-emitting device in which an n-type semiconductor layer, a light-emitting layer, and a p-type semiconductor layer are stacked in this order on a substrate, and a negative electrode and a positive electrode are provided on the n-type semiconductor layer and the p-type semiconductor layer, respectively. The gallium nitride-based compound semiconductor light-emitting element according to claim 1, wherein the positive electrode is the translucent positive electrode according to any one of claims 1 to 13.

（１５）請求項１４に記載の発光素子を使用したランプ。 (15) A lamp using the light emitting device according to claim 14.

ｐ型ＧａＮ系化合物半導体と接触抵抗の低い金属、例えば白金族金属の薄膜をコンタクトメタル層とし、そのコンタクトメタル層上において電流の拡散が不十分な領域に電流拡散層を設けた本発明の透光性正極は、正極の面方向での電流の拡がりが改良される。また、電流の拡散が十分な領域のコンタクトメタル層は薄膜の状態を維持することで輝度の低下が抑えられる。その結果、順方向電圧（ＶＦ値）が低くかつ高輝度の発光素子の製造が可能となった。   A thin film of a p-type GaN compound semiconductor and a metal having a low contact resistance, for example, a platinum group metal thin film is used as a contact metal layer, and a current diffusion layer is provided in a region where current diffusion is insufficient on the contact metal layer. The light positive electrode has improved current spreading in the surface direction of the positive electrode. In addition, the contact metal layer in a region where current is sufficiently diffused can be kept in a thin film state, thereby suppressing a decrease in luminance. As a result, a light emitting device having a low forward voltage (VF value) and high brightness can be manufactured.

図１は、本発明の透光性正極を有する発光素子の一例の平面構造を示した模式図である。また、図２は図１の中心線Ａ−Ｂで切断した断面構造を模式的に示した図である。１１がコンタクトメタル層、１２（１２１〜１２３）が電流拡散層、１３がボンディングパッドであり、１１〜１３が本発明の透光性正極１０を構成している。最短電流流路領域を斜線部３０で示してある。１は基板である。２はＧａＮ系化合物半導体層であり、ｎ型半導体層３、発光層４およびｐ型半導体層５から構成される。６はバッファ層であり、２０は負極である。   FIG. 1 is a schematic view showing a planar structure of an example of a light emitting device having a light transmitting positive electrode according to the present invention. FIG. 2 is a diagram schematically showing a cross-sectional structure taken along the center line AB of FIG. 11 is a contact metal layer, 12 (121 to 123) is a current diffusion layer, 13 is a bonding pad, and 11 to 13 constitute the translucent positive electrode 10 of the present invention. The shortest current flow path region is indicated by the hatched portion 30. Reference numeral 1 denotes a substrate. Reference numeral 2 denotes a GaN-based compound semiconductor layer, which includes an n-type semiconductor layer 3, a light emitting layer 4, and a p-type semiconductor layer 5. 6 is a buffer layer, and 20 is a negative electrode.

コンタクトメタル層に要求される性能としては、ｐ型半導体層との接触抵抗が小さいことは必須である。さらに、発光層からの光を電極面側より取り出すフェイスアップマウント型の発光素子にあっては優れた光透過性が要求される。   As performance required for the contact metal layer, it is essential that the contact resistance with the p-type semiconductor layer is small. Further, a face-up mount type light emitting element that takes out light from the light emitting layer from the electrode surface side is required to have excellent light transmittance.

コンタクトメタル層の材料はｐ型半導体層との接触抵抗の観点から、白金族金属またはその合金が好ましい。白金族金属としては白金（Ｐｔ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、イリジウム（Ｉｒ）、ルテニウム（Ｒｕ）が好ましい。これらの中でもＰｔは、仕事関数が高く、高温熱処理を施していない比較的高抵抗なｐ型ＧａＮ系化合物半導体層に対して非加熱で良好なオーミック接触を得ることが可能なので、特に好ましい。   The material of the contact metal layer is preferably a platinum group metal or an alloy thereof from the viewpoint of contact resistance with the p-type semiconductor layer. As the platinum group metal, platinum (Pt), rhodium (Rh), palladium (Pd), iridium (Ir), and ruthenium (Ru) are preferable. Among these, Pt is particularly preferable because it has a high work function and can obtain a good ohmic contact without heating to a relatively high resistance p-type GaN compound semiconductor layer that has not been subjected to high-temperature heat treatment.

コンタクトメタル層を白金族金属で構成した場合、光透過性の観点から、その厚さを非常に薄くすることが必要である。コンタクトメタル層の厚さは、０．１〜７．５ｎｍの範囲が好ましい。０．１ｎｍ未満では安定した薄層が得られ難い。７．５ｎｍを超えると透光性が低下する。０．１〜５ｎｍがさらに好ましい。また、その後の電流拡散層の形成による輝度の低下と成膜の安定性を考慮すると、０．５〜２．５ｎｍの範囲が特に好ましい。   When the contact metal layer is made of a platinum group metal, it is necessary to make the thickness very thin from the viewpoint of light transmittance. The thickness of the contact metal layer is preferably in the range of 0.1 to 7.5 nm. If it is less than 0.1 nm, it is difficult to obtain a stable thin layer. If it exceeds 7.5 nm, the translucency decreases. More preferably, it is 0.1-5 nm. In consideration of a decrease in luminance due to the subsequent formation of the current diffusion layer and stability of film formation, the range of 0.5 to 2.5 nm is particularly preferable.

しかし、コンタクトメタル層の厚さを薄くすることでコンタクトメタル層の面方向の電気抵抗が高くなり、かつ比較的高抵抗なｐ型半導体層とあいまって、電流注入部であるボンディングパッドの周辺部および最短電流流路領域のみに集中して電流が拡がり、結果として発光素子周辺部への電流の広がりが不十分となり不均一な発光パターンとなって、発光出力が低下する。   However, by reducing the thickness of the contact metal layer, the electrical resistance in the surface direction of the contact metal layer is increased, and together with the p-type semiconductor layer having a relatively high resistance, the peripheral portion of the bonding pad that is the current injection portion In addition, the current is concentrated only in the shortest current flow path region, and as a result, the current spread to the periphery of the light emitting element becomes insufficient, resulting in a non-uniform light emission pattern, and the light emission output decreases.

本発明において最短電流流路領域とは、電流注入部であるボンディングパッドおよび負極の両者の外周に接する２本の直線（図１における３１および３２）に挟まれるコンタクトメタル層上の領域（図１における３０）のことであり、ボンディングパッドから負極へ向う最短電流流路をコンタクトメタル層へ投影した領域である。この領域は正極から負極への電流の流れやすい領域、すなわち電流拡散の十分な領域である。   In the present invention, the shortest current flow path region is a region on the contact metal layer sandwiched between two straight lines (31 and 32 in FIG. 1) that are in contact with the outer periphery of both the bonding pad and the negative electrode that are current injection portions (FIG. 1). The shortest current flow path from the bonding pad to the negative electrode is projected onto the contact metal layer. This region is a region where current easily flows from the positive electrode to the negative electrode, that is, a region where current diffusion is sufficient.

そこで、コンタクトメタル層の電流拡散性を補う手段として、導電率がコンタクトメタル層以上の金属膜からなる電流拡散層をコンタクトメタル層上に適切に配置することにより、コンタクトメタル層例えば白金族金属の低接触抵抗性や光透過率を大きく損なうことなく電流を均一に広げることが可能となり、結果として発光出力の高い発光素子を得ることが出来る。   Therefore, as a means for supplementing the current diffusibility of the contact metal layer, by appropriately arranging a current diffusion layer made of a metal film having a conductivity higher than that of the contact metal layer on the contact metal layer, the contact metal layer such as a platinum group metal It is possible to spread the current uniformly without greatly impairing the low contact resistance and the light transmittance, and as a result, a light emitting element having a high light emission output can be obtained.

電流拡散層を設ける目的は電流拡散の十分な領域（最短電流流路領域）から不十分な領域へ電流を導くことである。従って、電流拡散層は主に最短電流流路領域の外側に配置され、その一部がボンディングパッドおよび／または最短電流流路領域に接続または近接していることが好ましい。その結果、ボンディングパッドおよび／または最短電流流路領域から電流拡散層を経由して発光素子の周辺部にまで電流が十分拡散する。
本発明において、「主に」とは電流拡散層面積の５０％以上が最短電流流路領域の外側に配置されていることを意味し、「近接して」とはボンディングパッドおよび／または最短電流流路領域から３０μｍ以内を意味する。 The purpose of providing the current spreading layer is to guide the current from a sufficient current spreading area (shortest current flow path area) to an insufficient area. Therefore, it is preferable that the current spreading layer is mainly disposed outside the shortest current flow path region, and a part thereof is connected to or close to the bonding pad and / or the shortest current flow path region. As a result, the current is sufficiently diffused from the bonding pad and / or the shortest current flow path region to the peripheral portion of the light emitting element via the current diffusion layer.
In the present invention, “mainly” means that 50% or more of the current diffusion layer area is disposed outside the shortest current flow path region, and “closely” means the bonding pad and / or shortest current. It means within 30 μm from the flow path region.

電流拡散層がボンディングパッドに直接接続していることは必ずしも必要ではなく、電流拡散の十分な領域に対して近接もしくは接続していれば良い。これにより電流拡散層の面積は低く抑えることが可能となり、電流拡散層による発光の取り出し効率の低下を最小限に抑えることが出来る。   It is not always necessary that the current spreading layer is directly connected to the bonding pad, and it is sufficient that the current spreading layer is close to or connected to a sufficient region of current spreading. As a result, the area of the current diffusion layer can be kept low, and a decrease in the light extraction efficiency due to the current diffusion layer can be minimized.

図１に示した例では、２本の電流拡散層１２１および１２２が最短電流流路領域３０の外側の発光素子周辺部に設けられ、それらの中央部を繋ぐ電流拡散層１２３が設けられており、電流拡散層１２３の一部が最短電流流路領域３０内にある。電流は、最短電流流路領域３０から電流拡散層１２３を経由して電流拡散層１２１および１２２に流れ、発光素子周辺部に十分拡散する。   In the example shown in FIG. 1, two current diffusion layers 121 and 122 are provided on the periphery of the light emitting element outside the shortest current flow path region 30, and a current diffusion layer 123 that connects these central portions is provided. A part of the current diffusion layer 123 is in the shortest current flow path region 30. The current flows from the shortest current flow path region 30 to the current diffusion layers 121 and 122 via the current diffusion layer 123 and is sufficiently diffused to the periphery of the light emitting element.

電流拡散層の別の一例を図３に示す。図３では、図１における電流拡散層１２３の替わりに、ボンディングパッド１３が設けてある辺に沿って電流拡散層１２４および１２５が設けられ、それらの一端は電流拡散層１２１および１２２に接続しており、他端はボンディングパッド１３に近接している。電流は、ボンディングパッド１３から電流拡散層１２４および１２５を経由して電流拡散層１２１および１２２に流れ、発光素子周辺部に十分拡散する。   Another example of the current spreading layer is shown in FIG. In FIG. 3, instead of the current spreading layer 123 in FIG. 1, current spreading layers 124 and 125 are provided along the side where the bonding pad 13 is provided, and one end thereof is connected to the current spreading layers 121 and 122. The other end is close to the bonding pad 13. The current flows from the bonding pad 13 to the current diffusion layers 121 and 122 via the current diffusion layers 124 and 125 and is sufficiently diffused to the periphery of the light emitting element.

図１および図３はボンディングパッドと負極が発光素子の対向する辺の中央部に設けられている例であるが、ボンディングパッドと負極は発光素子の対角線上のコーナーに設けることもできる。図４および図５はその一例である。   1 and 3 show an example in which the bonding pad and the negative electrode are provided in the central part of the opposite sides of the light emitting element, the bonding pad and the negative electrode can also be provided at a corner on the diagonal line of the light emitting element. 4 and 5 are examples.

図４では、負極およびボンディングパッドの無い隅部を挟んで発光素子周辺部に沿った２本の電流拡散層１２１および１２２が最短電流流路領域３０の外側に設けられ、更にそれらの隅部を繋ぐ電流拡散層１２３が設けられ、電流拡散層１２３の一部が最短電流流路領域３０内にある。電流は、最短電流流路領域３０から電流拡散層１２３を経由して電流拡散層１２１および１２２に流れ、発光素子周辺部に十分拡散する。   In FIG. 4, two current diffusion layers 121 and 122 along the periphery of the light emitting element across the corner portion without the negative electrode and the bonding pad are provided outside the shortest current flow path region 30, and the corner portions are further formed. A connecting current spreading layer 123 is provided, and a part of the current spreading layer 123 is in the shortest current flow path region 30. The current flows from the shortest current flow path region 30 to the current diffusion layers 121 and 122 via the current diffusion layer 123 and is sufficiently diffused to the periphery of the light emitting element.

図５では、図４における電流拡散層１２３の替わりに、正方形のボンディングパッド１３の辺に近接して電流拡散層１２４および１２５が設けられ、それぞれの一端は電流拡散層１２１および１２２に接続している。電流は、ボンディングパッド１３から電流拡散層１２４および１２５を経由して電流拡散層１２１および１２２に流れ、発光素子周辺部に十分拡散する。   In FIG. 5, instead of the current spreading layer 123 in FIG. 4, current spreading layers 124 and 125 are provided close to the sides of the square bonding pad 13, and one end of each is connected to the current spreading layers 121 and 122. Yes. The current flows from the bonding pad 13 to the current diffusion layers 121 and 122 via the current diffusion layers 124 and 125 and is sufficiently diffused to the periphery of the light emitting element.

一般に電流拡散層は光を十分透過しないので、その存在によって当然光透過率は低下する。従って、電流拡散層の面積はなるべく小さいほうが良いのであるが、あまり小さくしすぎると電流の拡散が不十分になる。光透過率および電流拡散両者の兼ね合いから、電流拡散層の面積はコンタクトメタル層（ボンディングパッドの領域を除く）の面積の５％〜５０％が好ましい。１０％〜４０％がさらに好ましく、１０％〜３０％が特に好ましい。   In general, since the current spreading layer does not transmit light sufficiently, the light transmittance naturally decreases due to its presence. Therefore, the area of the current diffusion layer is preferably as small as possible. However, if the area is too small, current diffusion becomes insufficient. In consideration of both light transmittance and current diffusion, the area of the current diffusion layer is preferably 5% to 50% of the area of the contact metal layer (excluding the bonding pad region). 10% to 40% is more preferable, and 10% to 30% is particularly preferable.

上記面積を満足すれば、電流拡散層の形状は如何なる形状でもよい。例えば、幅が５μｍ〜３０μｍで適当な長さの矩形状の電流拡散層を適宜組み合せて用いることができる。   The shape of the current diffusion layer may be any shape as long as the above area is satisfied. For example, a rectangular current diffusion layer having a width of 5 μm to 30 μm and an appropriate length can be used in appropriate combination.

電流拡散層の厚さは特に制限されない。金属材料の場合、一般的に膜厚の増加に伴って光透過率は減少し、シート抵抗は低下する。高光透過率と低抵抗化による電流の拡散効果を両立させる為には５〜１０ｎｍの範囲とするのが好ましい。その結果、全面で発光し、かつ高出力な発光が得られる。   The thickness of the current spreading layer is not particularly limited. In the case of a metal material, generally, as the film thickness increases, the light transmittance decreases and the sheet resistance decreases. In order to achieve both the high light transmittance and the current diffusion effect due to the low resistance, the thickness is preferably in the range of 5 to 10 nm. As a result, light is emitted on the entire surface and high output light is obtained.

また、電流拡散層の膜厚を厚くしてよりシート抵抗を低下させた場合、電流拡散層の前記面積をより小さくすることで同様な効果が得られる。   Further, when the thickness of the current diffusion layer is increased to further reduce the sheet resistance, the same effect can be obtained by reducing the area of the current diffusion layer.

電流拡散層の材料は、導電率の高い金属、例えばアルミニウム、金、銀、銅、ニッケル、鉄、コバルト、白金族金属およびこれらの金属の少なくとも一種を含む合金からなる群から選ばれた金属が好ましい。これらの中でもアルミニウム、金、銀および銅が好ましい。特に、金またはその合金が好ましい。また、コンタクトメタル層と同一材料であっても良い。   The material of the current spreading layer is a metal having a high conductivity, for example, a metal selected from the group consisting of aluminum, gold, silver, copper, nickel, iron, cobalt, a platinum group metal and an alloy containing at least one of these metals. preferable. Among these, aluminum, gold, silver and copper are preferable. In particular, gold or an alloy thereof is preferable. The same material as the contact metal layer may be used.

コンタクトメタル層および電流拡散層の成膜方法については、特に制限されることはなく公知の真空蒸着法やスパッタ法を用いることができる。   The method for forming the contact metal layer and the current diffusion layer is not particularly limited, and a known vacuum deposition method or sputtering method can be used.

ボンディングパッドについては、各種の材料を用いた各種の構造のものが知られており、これら公知のものを特に制限されることなく用いることが出来る。但し、コンタクトメタル層との密着性の良い材料を用いることが望ましく、厚さはボンディング時の応力に対してコンタクトメタル層へダメージを与えないよう十分厚くする必要がある。また最表層はボンディングボールとの密着性の良い材料とすることが望ましい。   As the bonding pads, various structures using various materials are known, and these known pads can be used without any particular limitation. However, it is desirable to use a material having good adhesion to the contact metal layer, and the thickness needs to be sufficiently thick so as not to damage the contact metal layer due to stress during bonding. The outermost layer is preferably made of a material having good adhesion to the bonding ball.

本発明の透光性正極は、図２に示したような、基板上にバッファ層を介して窒化ガリウム系化合物半導体を積層し、ｎ型半導体層、発光層およびｐ型半導体層を形成した従来公知の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子に何ら制限無く用いることができる。   The translucent positive electrode of the present invention has a conventional structure in which an n-type semiconductor layer, a light emitting layer, and a p-type semiconductor layer are formed by stacking a gallium nitride compound semiconductor on a substrate via a buffer layer as shown in FIG. Any known gallium nitride compound semiconductor light emitting device can be used without any limitation.

基板には、サファイア単結晶（Ａｌ2Ｏ3；Ａ面、Ｃ面、Ｍ面、Ｒ面）、スピネル単結晶（ＭｇＡｌ2Ｏ4）、ＺｎＯ単結晶、ＬｉＡｌＯ2単結晶、ＬｉＧａＯ2単結晶、ＭｇＯ単結晶などの酸化物単結晶、Ｓｉ単結晶、ＳｉＣ単結晶、ＧａＡｓ単結晶、ＡｌＮ単結晶、ＧａＮ単結晶およびＺｒＢ2などのホウ化物単結晶などの公知の基板材料を何ら制限なく用いることができる。なお、基板の面方位は特に限定されない。また、ジャスト基板でも良いしオフ角を付与した基板であっても良い。 For the substrate, sapphire single crystal (Al 2 O 3 ; A plane, C plane, M plane, R plane), spinel single crystal (MgAl 2 O 4 ), ZnO single crystal, LiAlO 2 single crystal, LiGaO 2 single crystal, Use known substrate materials such as oxide single crystals such as MgO single crystals, Si single crystals, SiC single crystals, GaAs single crystals, AlN single crystals, GaN single crystals, and boride single crystals such as ZrB 2 without any limitation. Can do. The plane orientation of the substrate is not particularly limited. Moreover, a just board | substrate may be sufficient and the board | substrate which provided the off angle may be sufficient.

ｎ型半導体層、発光層およびｐ型半導体層は各種構造のものが周知であり、これら周知のものを何ら制限なく用いることができる。特にｐ型半導体層のキャリア濃度は一般的な濃度のものを用いるが、比較的キャリア濃度の低い、例えば１×１０17ｃｍ-3程度のｐ型半導体層にも本発明の透光性正極は適用できる。 The n-type semiconductor layer, the light emitting layer, and the p-type semiconductor layer are well known in various structures, and these well-known layers can be used without any limitation. In particular, the carrier concentration of the p-type semiconductor layer is a common concentration, but the translucent positive electrode of the present invention is also applied to a p-type semiconductor layer having a relatively low carrier concentration, for example, about 1 × 10 17 cm −3. Applicable.

それらを構成する窒化ガリウム系化合物半導体としても、一般式ＡｌxＩｎyＧａ1-x-yＮ（０≦ｘ＜１，０≦ｙ＜１，０≦ｘ＋ｙ＜１）で表わされる各種組成の半導体が周知であり、本発明におけるｎ型半導体層、発光層およびｐ型半導体層を構成する窒化ガリウム系化合物半導体としても、一般式ＡｌxＩｎyＧａ1-x-yＮ（０≦ｘ＜１，０≦ｙ＜１，０≦ｘ＋ｙ＜１）で表わされる各種組成の半導体を何ら制限なく用いることができる。 As the gallium nitride compound semiconductors constituting them, semiconductors having various compositions represented by the general formula Al x In y Ga 1-xy N (0 ≦ x <1, 0 ≦ y <1, 0 ≦ x + y <1) are used. As a well-known gallium nitride compound semiconductor constituting the n-type semiconductor layer, the light emitting layer and the p-type semiconductor layer in the present invention, the general formula Al x In y Ga 1-xy N (0 ≦ x <1, 0 ≦ Semiconductors having various compositions represented by y <1, 0 ≦ x + y <1) can be used without any limitation.

これらの窒化ガリウム系化合物半導体の成長方法は特に限定されず、ＭＯＣＶＤ（有機金属化学気相成長法）、ＨＶＰＥ（ハイドライド気相成長法）、ＭＢＥ（分子線エピタキシー法）、などＩＩＩ族窒化物半導体を成長させることが知られている全ての方法を適用できる。好ましい成長方法としては、膜厚制御性、量産性の観点からＭＯＣＶＤ法である。ＭＯＣＶＤ法では、キャリアガスとして水素（Ｈ2）または窒素（Ｎ2）、ＩＩＩ族原料であるＧａ源としてトリメチルガリウム（ＴＭＧ）またはトリエチルガリウム（ＴＥＧ）、Ａｌ源としてトリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）またはトリエチルアルミニウム（ＴＥＡ）、Ｉｎ源としてトリメチルインジウム（ＴＭＩ）またはトリエチルインジウム（ＴＥＩ）、Ｖ族原料であるＮ源としてアンモニア（ＮＨ3）、ヒドラジン（Ｎ2Ｈ4）などが用いられる。また、ドーパントとしては、ｎ型にはＳｉ原料としてモノシラン（ＳｉＨ4）またはジシラン（Ｓｉ2Ｈ6）を、Ｇｅ原料としてゲルマン（ＧｅＨ4）を用い、ｐ型にはＭｇ原料としては例えばビスシクロペンタジエニルマグネシウム（Ｃｐ2Ｍｇ）またはビスエチルシクロペンタジエニルマグネシウム（（ＥｔＣｐ）2Ｍｇ）を用いることができる。 The growth method of these gallium nitride-based compound semiconductors is not particularly limited. Group III nitride semiconductors such as MOCVD (metal organic chemical vapor deposition), HVPE (hydride vapor deposition), MBE (molecular beam epitaxy), etc. All methods known to grow can be applied. A preferred growth method is the MOCVD method from the viewpoint of film thickness controllability and mass productivity. In the MOCVD method, hydrogen (H 2 ) or nitrogen (N 2 ) is used as a carrier gas, trimethyl gallium (TMG) or triethyl gallium (TEG) is used as a Ga source as a group III source, and trimethyl aluminum (TMA) or triethyl aluminum is used as an Al source. (TEA), trimethylindium (TMI) or triethylindium (TEI) as an In source, ammonia (NH 3 ), hydrazine (N 2 H 4 ), or the like as an N source that is a group V source. As dopants, monosilane (SiH 4 ) or disilane (Si 2 H 6 ) is used as the Si raw material for n-type, germane (GeH 4 ) is used as the Ge raw material, and biscyclohexane is used as the Mg raw material for the p-type. Pentadienyl magnesium (Cp 2 Mg) or bisethylcyclopentadienyl magnesium ((EtCp) 2 Mg) can be used.

基板上にｎ型半導体層、発光層およびｐ型半導体層が順次積層された窒化ガリウム系化合物半導体のｎ型半導体層に接して負極を形成するために、発光層およびｐ型半導体層の一部を除去して、ｎ型半導体層を露出させる。その後残したｐ型半導体層上に本発明の透光性正極を形成し、露出させたｎ型半導体層上に負極を形成する。負極としては、各種組成および構造の負極が周知であり、これら周知の負極を何ら制限無く用いることができる。   In order to form a negative electrode in contact with an n-type semiconductor layer of a gallium nitride compound semiconductor in which an n-type semiconductor layer, a light-emitting layer, and a p-type semiconductor layer are sequentially stacked on a substrate, a part of the light-emitting layer and the p-type semiconductor layer To remove the n-type semiconductor layer. Thereafter, the translucent positive electrode of the present invention is formed on the remaining p-type semiconductor layer, and the negative electrode is formed on the exposed n-type semiconductor layer. As the negative electrode, negative electrodes having various compositions and structures are known, and these known negative electrodes can be used without any limitation.

次に、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例にのみ限定されるものではない。   EXAMPLES Next, although an Example demonstrates this invention still in detail, this invention is not limited only to these Examples.

（実施例１）
図６は本実施例で作製した窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の平面構造を示した模式図であり、図７は図６の中心線Ａ−Ｂで切断した断面構造を示した模式図である。サファイアからなる基板（１）上に、ＡｌＮからなるバッファ層（６）を介して、厚さ３μｍのアンドープＧａＮからなる下地層（３ａ）、厚さ２μｍのＳｉドープｎ型ＧａＮコンタクト層（３ｂ）、厚さ０．０３μｍのｎ型Ｉｎ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層（３ｃ）、厚さ０．０３μｍのＳｉドープＧａＮ障壁層および厚さ２．５ｎｍのＩｎ0.2Ｇａ0.8Ｎ井戸層を５回積層し、最後に障壁層を設けた多重量子井戸構造の発光層（４）、厚さ０．０５μｍのＭｇドープｐ型Ａｌ0.07Ｇａ0.93Ｎクラッド層（５ａ）、厚さ０．１５μｍのＭｇドープｐ型ＧａＮコンタクト層（５ｂ）を順に積層した窒化ガリウム系化合物半導体のｐ型ＧａＮコンタクト層上に、厚さ１．５ｎｍのＰｔコンタクトメタル層（１１）、厚さ５ｎｍのＡｕ電流拡散層（１２）およびＡｕ／Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ／Ａｕ５層構造（厚さはそれぞれ５０／２０／１０／１００／２００ｎｍ）のボンディングパッド（１３）よりなる本発明の正極（１０）を形成した。次にｎ型ＧａＮコンタクト層上にＴｉ／Ａｕの二層構造の負極（２０）を形成し、光取り出し面を半導体側とした発光素子である。正極および負極の形状は図６に示したとおりである。 Example 1
FIG. 6 is a schematic view showing a planar structure of a gallium nitride compound semiconductor light emitting device manufactured in this example, and FIG. 7 is a schematic view showing a cross-sectional structure taken along the center line AB in FIG. . An underlayer (3a) made of undoped GaN with a thickness of 3 μm and a Si-doped n-type GaN contact layer (3b) with a thickness of 2 μm on a substrate (1) made of sapphire via a buffer layer (6) made of AlN. An n-type In 0.1 Ga 0.9 N cladding layer (3c) having a thickness of 0.03 μm, a Si-doped GaN barrier layer having a thickness of 0.03 μm, and an In 0.2 Ga 0.8 N well layer having a thickness of 2.5 nm are stacked five times. Finally, a light emitting layer (4) having a multiple quantum well structure provided with a barrier layer, a Mg-doped p-type Al 0.07 Ga 0.93 N cladding layer (5a) having a thickness of 0.05 μm, and a Mg-doped p-type having a thickness of 0.15 μm On the p-type GaN contact layer of the gallium nitride compound semiconductor in which the GaN contact layers (5b) are sequentially stacked, a 1.5 nm thick Pt contact metal layer (11) and a 5 nm thick Au current diffusion layer (12) And Au / Ti / Al / Ti / Au5 layer structure (thickness of each 50/20/10/100 / 200nm) was formed a positive electrode (10) than become present invention the bonding pads (13) of. Next, a light-emitting element in which a Ti / Au double-layer negative electrode (20) is formed on an n-type GaN contact layer and the light extraction surface is the semiconductor side. The shapes of the positive electrode and the negative electrode are as shown in FIG.

この構造において、ｎ型ＧａＮコンタクト層のキャリア濃度は１×１０19ｃｍ-3であり、ＧａＮ障壁層のＳｉドープ量は１×１０18ｃｍ-3であり、ｐ型ＧａＮコンタクト層のキャリア濃度は５×１０18ｃｍ-3であり、ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層のＭｇドープ量は５×１０19ｃｍ-3であった。 In this structure, the carrier concentration of the n-type GaN contact layer is 1 × 10 19 cm −3 , the Si doping amount of the GaN barrier layer is 1 × 10 18 cm −3 , and the carrier concentration of the p-type GaN contact layer is 5 is a × 10 18 cm -3, Mg doping amount of p-type AlGaN cladding layer was 5 × 10 19 cm -3.

窒化ガリウム系化合物半導体層の積層は、ＭＯＣＶＤ法により、当該技術分野においてよく知られた通常の条件で行なった。また、正極および負極は次の手順で形成した。   Lamination of the gallium nitride compound semiconductor layers was performed by MOCVD under normal conditions well known in the art. Moreover, the positive electrode and the negative electrode were formed in the following procedure.

初めに反応性イオンエッチング法によって負極を形成する部分のｎ型ＧａＮコンタクト層を下記手順により露出させた。   First, the n-type GaN contact layer for forming the negative electrode by the reactive ion etching method was exposed by the following procedure.

まず、エッチングマスクをｐ型半導体層上に形成した。形成手順は以下の通りである。レジストを全面に一様に塗布した後、公知のリソグラフィー技術を用いて、正極領域からレジストを除去した。真空蒸着装置内にセットして、圧力４×１０-4Ｐａ以下でＮｉおよびＴｉをエレクトロンビーム法により膜厚がそれぞれ約５０ｎｍおよび３００ｎｍとなるように積層した。その後リフトオフ技術により、正極領域以外の金属膜（ＮｉおよびＴｉ）をレジストとともに除去した。 First, an etching mask was formed on the p-type semiconductor layer. The formation procedure is as follows. After uniformly applying the resist to the entire surface, the resist was removed from the positive electrode region using a known lithography technique. It was set in a vacuum deposition apparatus, and Ni and Ti were laminated by an electron beam method at a pressure of 4 × 10 −4 Pa or less so that the film thicknesses were about 50 nm and 300 nm, respectively. Thereafter, the metal film (Ni and Ti) other than the positive electrode region was removed together with the resist by a lift-off technique.

次いで、反応性イオンエッチング装置のエッチング室内の電極上に半導体積層基板を載置し、エッチング室を１０-4Ｐａに減圧した後、エッチングガスとしてＣｌ2を供給してｎ型ＧａＮコンタクト層が露出するまでエッチングした。エッチング後、反応性イオンエッチング装置より取り出し、上記エッチングマスクを硝酸およびフッ酸により除去した。 Next, the semiconductor laminated substrate is placed on the electrode in the etching chamber of the reactive ion etching apparatus, the pressure in the etching chamber is reduced to 10 −4 Pa, and then Cl 2 is supplied as an etching gas to expose the n-type GaN contact layer. Etched until After the etching, it was taken out from the reactive ion etching apparatus, and the etching mask was removed with nitric acid and hydrofluoric acid.

次に、公知のフォトリソグラフィー技術及びリフトオフ技術を用いて、ｐ型ＧａＮコンタクト層上の正極を形成する領域にのみ、Ｐｔからなるコンタクトメタル層を真空蒸着法で形成した。引き続き同様の手法で、図６に示した様に１辺が３５０μｍの正方形の発光素子の相対する２辺に沿った、幅２０μｍ、長さ３００μｍの長方形の電流拡散層１２１および１２２と、それらの中央部を繋ぐ幅２０μｍ、長さ２６０μｍの長方形の電流拡散層１２３とで構成されるＨ型のＡｕからなる電流拡散層を形成した。さらに同様な手法でコンタクトメタル層上の一部にＡｕからなる第１の層、Ｔｉからなる第２の層、Ａｌからなる第３の層、Ｔｉからなる第４の層、Ａｕからなる第５の層を順に積層し、ボンディングパッドを形成した。このようにしてｐ型ＧａＮコンタクト層上に、本発明の正極を形成した。   Next, using a known photolithography technique and lift-off technique, a contact metal layer made of Pt was formed by a vacuum deposition method only in the region where the positive electrode on the p-type GaN contact layer was to be formed. Subsequently, as shown in FIG. 6, rectangular current diffusion layers 121 and 122 having a width of 20 μm and a length of 300 μm along two opposite sides of a square light emitting element having a side of 350 μm as shown in FIG. A current diffusion layer made of H-type Au composed of a rectangular current diffusion layer 123 having a width of 20 μm and a length of 260 μm connecting the central portions was formed. Further, in the same manner, a first layer made of Au, a second layer made of Ti, a third layer made of Al, a fourth layer made of Ti, and a fifth layer made of Au are partially formed on the contact metal layer. These layers were sequentially laminated to form a bonding pad. Thus, the positive electrode of the present invention was formed on the p-type GaN contact layer.

次に、露出したｎ型ＧａＮコンタクト層上に負極を以下の手順により形成した。レジストを全面に一様に塗布した後、公知リソグラフィー技術を用いて、露出したｎ型ＧａＮコンタクト層上の負極形成部分からレジストを除去して、通常用いられる真空蒸着法で半導体側から順にＴｉが１００ｎｍ、Ａｕが２００ｎｍよりなる負極を形成した。その後レジストを公知の方法で除去した。   Next, a negative electrode was formed on the exposed n-type GaN contact layer by the following procedure. After uniformly applying the resist to the entire surface, the resist is removed from the negative electrode forming portion on the exposed n-type GaN contact layer using a known lithography technique, and Ti is sequentially applied from the semiconductor side by a commonly used vacuum deposition method. A negative electrode having a thickness of 100 nm and Au of 200 nm was formed. Thereafter, the resist was removed by a known method.

このようにして正極および負極を形成したウエーハを、基板裏面を研削・研磨することにより８０μｍまで基板の板厚を薄くして、レーザスクライバを用いて半導体積層側から罫書き線を入れたあと、押し割って、３５０μｍ角のチップに切断した。続いてこれらのチップをプローブ針による通電で電流印加値２０ｍＡにおける順方向電圧の測定をしたところ２．９Ｖであった。   After the wafer having the positive electrode and the negative electrode formed in this manner is ground and polished on the back surface of the substrate, the substrate thickness is reduced to 80 μm, and a ruled line is entered from the semiconductor lamination side using a laser scriber. It was cut and cut into 350 μm square chips. Subsequently, when these chips were energized with a probe needle and the forward voltage was measured at a current application value of 20 mA, it was 2.9 V.

その後、ＴＯ−１８缶パッケージに実装してテスターによって発光出力を計測したところ印加電流２０ｍＡにおける発光出力は４ｍＷを示した。またその発光面の発光分布は正極上の全面で発光しているのが確認できた。   After that, when mounted on a TO-18 can package and measured for light output by a tester, the light output at an applied current of 20 mA was 4 mW. Moreover, it was confirmed that the light emission distribution on the light emitting surface emitted light on the entire surface of the positive electrode.

（実施例２）
本実施例では、図６における電流拡散層１２（１２３）の替わりに、図８に示した如く、ボンディングパッド１３が存在する辺に沿って、幅４５μｍ、長さ６０μｍの長方形の電流拡散層１２（１２４）および１２（１２５）をそれぞれ電流拡散層１２（１２１）および１２（１２２）に接続して設けた以外は実施例１と同様な方法で窒化ガリウム系化合物半導体発光素子を作製した。実施例１と同様にこの発光素子の順方向電圧及び発光出力を測定したところ、それぞれ２．９Ｖ及び４．０ｍＷで実施例１と同様であった。またその発光面の発光分布についても実施例１と同様に正極上の全面で発光しているのが確認できた。 (Example 2)
In this embodiment, instead of the current spreading layer 12 (123) in FIG. 6, as shown in FIG. 8, a rectangular current spreading layer 12 having a width of 45 μm and a length of 60 μm along the side where the bonding pad 13 is present. A gallium nitride-based compound semiconductor light-emitting device was fabricated in the same manner as in Example 1 except that (124) and 12 (125) were connected to the current diffusion layers 12 (121) and 12 (122), respectively. When the forward voltage and light emission output of this light emitting device were measured in the same manner as in Example 1, they were 2.9 V and 4.0 mW, respectively, which were the same as in Example 1. In addition, the light emission distribution on the light emitting surface was confirmed to emit light over the entire surface of the positive electrode as in Example 1.

（比較例１）
電流拡散層を設けないこと以外は、実施例１と同様に窒化ガリウム系化合物半導体発光素子を作製した。この発光素子の順方向電圧及び発光出力を実施例１と同様に測定したところ、それぞれ３．１Ｖ及び３．７ｍＷであった。その発光面を観察すると正極上の発光がボンディングパッド周辺およびボンディングパッドから負極に通ずる線上の最短電流流路領域を中心とした部分にのみ限定されていた。
この原因はコンタクトメタル層の面方向の電気抵抗が高くコンタクトメタル層上全体に電流が広がらなかったことが推察される。 (Comparative Example 1)
A gallium nitride-based compound semiconductor light-emitting device was fabricated in the same manner as in Example 1 except that the current diffusion layer was not provided. When the forward voltage and the light emission output of this light emitting device were measured in the same manner as in Example 1, they were 3.1 V and 3.7 mW, respectively. When the light emitting surface was observed, the light emission on the positive electrode was limited only to the periphery of the bonding pad and the portion centered on the shortest current flow path region on the line extending from the bonding pad to the negative electrode.
This is presumably because the electrical resistance in the surface direction of the contact metal layer was high and the current did not spread over the entire contact metal layer.

（比較例２）
電流拡散層を設けずに、コンタクトメタル層の厚さを１２ｎｍとしたこと以外は、実施例１と同様に窒化ガリウム系化合物半導体発光素子を作製した。この発光素子の順方向電圧及び発光出力を実施例１と同様に測定したところ、それぞれ２．９Ｖ及び３．０ｍＷであった。その発光面を観察すると実施例１と同様に全面で発光が確認されたが、コンタクトメタル層を厚くしたために光透過率が低下し、結果として発光出力が低下した。 (Comparative Example 2)
A gallium nitride-based compound semiconductor light-emitting device was fabricated in the same manner as in Example 1 except that the current diffusion layer was not provided and the thickness of the contact metal layer was 12 nm. When the forward voltage and light output of this light emitting device were measured in the same manner as in Example 1, they were 2.9 V and 3.0 mW, respectively. When the light emitting surface was observed, light emission was confirmed over the entire surface in the same manner as in Example 1. However, since the contact metal layer was thickened, the light transmittance was lowered, and as a result, the light emission output was lowered.

本発明によって提供される窒化ガリウム系化合物半導体発光素子用正極は、透光型窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の正極として有用である。   The positive electrode for a gallium nitride-based compound semiconductor light-emitting device provided by the present invention is useful as a positive electrode for a translucent gallium nitride-based compound semiconductor light-emitting device.

本発明の発光素子の一例の平面構造を示した模式図である。It is the schematic diagram which showed the planar structure of an example of the light emitting element of this invention. 図１の中心線Ａ−Ｂで切断した断面構造を示した模式図である。It is the schematic diagram which showed the cross-sectional structure cut | disconnected by centerline AB of FIG. 本発明の発光素子の別の一例の平面構造を示した模式図である。It is the schematic diagram which showed the planar structure of another example of the light emitting element of this invention. 本発明の発光素子の別の一例の平面構造を示した模式図である。It is the schematic diagram which showed the planar structure of another example of the light emitting element of this invention. 本発明の発光素子の別の一例の平面構造を示した模式図である。It is the schematic diagram which showed the planar structure of another example of the light emitting element of this invention. 実施例１で作製した発光素子の平面構造を示した模式図である。3 is a schematic diagram illustrating a planar structure of a light-emitting element manufactured in Example 1. FIG. 図６の中心線Ａ−Ｂで切断した断面構造を示した模式図である。It is the schematic diagram which showed the cross-sectional structure cut | disconnected by centerline AB of FIG. 実施例２で作製した発光素子の平面構造を示した模式図である。6 is a schematic diagram illustrating a planar structure of a light-emitting element manufactured in Example 2. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

１ 基板
２ ＧａＮ系化合物半導体層
３ ｎ型半導体層
４ 発光層
５ ｐ型半導体層
６ バッファ層
１０ 正極
１１ コンタクトメタル層
１２ 電流拡散層
１３ ボンディングパッド
２０ 負極
３０ 最短電流流路領域 1 substrate 2 GaN compound semiconductor layer 3 n-type semiconductor layer 4 light emitting layer 5 p-type semiconductor layer 6 buffer layer 10 positive electrode 11 contact metal layer 12 current diffusion layer 13 bonding pad 20 negative electrode 30 shortest current flow path region

Claims (15)

ｐ型半導体層に接するコンタクトメタル層、ボンディングパッドおよび該コンタクトメタル層上の一部に設けられ、その導電率がコンタクトメタル層以上の値である電流拡散層からなる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用透光性正極。   A gallium nitride system comprising a contact metal layer in contact with a p-type semiconductor layer, a bonding pad, and a current diffusion layer provided on a part of the contact metal layer and having a conductivity higher than that of the contact metal layer Translucent positive electrode for compound semiconductor light emitting device. 電流拡散層がボンディングパッドと負極の最短電流流路領域の外側に主に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の透光性正極。   The translucent positive electrode according to claim 1, wherein the current diffusion layer is mainly disposed outside the shortest current flow path region between the bonding pad and the negative electrode. 電流拡散層の一部がボンディングパッドと近接または接続していることを特徴とする請求項１または２に記載の透光性正極。   The translucent positive electrode according to claim 1 or 2, wherein a part of the current diffusion layer is close to or connected to the bonding pad. 電流拡散層の一部が最短電流流路領域内にあるかまたは近接していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の透光性正極。   The translucent positive electrode according to any one of claims 1 to 3, wherein a part of the current diffusion layer is in or close to the shortest current flow path region. コンタクトメタル層が白金族金属またはその合金からなることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の透光性正極。   The translucent positive electrode according to any one of claims 1 to 4, wherein the contact metal layer is made of a platinum group metal or an alloy thereof. コンタクトメタル層が白金、ロジウム、パラジウム、イリジウムおよびルテニウムからなる群から選ばれた金属またはそれらの金属を含む合金からなることを特徴とする請求項５に記載の透光性正極。   6. The translucent positive electrode according to claim 5, wherein the contact metal layer is made of a metal selected from the group consisting of platinum, rhodium, palladium, iridium and ruthenium or an alloy containing these metals. コンタクトメタル層が白金またはその合金からなることを特徴とする請求項６に記載の透光性正極。   The translucent positive electrode according to claim 6, wherein the contact metal layer is made of platinum or an alloy thereof. コンタクトメタル層の厚さが０．１〜７．５ｎｍであることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の透光性正極。   The thickness of a contact metal layer is 0.1-7.5 nm, The translucent positive electrode as described in any one of Claims 1-7 characterized by the above-mentioned. コンタクトメタル層の厚さが０．１〜５ｎｍであることを特徴とする請求項８に記載の透光性正極。   The translucent positive electrode according to claim 8, wherein the contact metal layer has a thickness of 0.1 to 5 nm. 電流拡散層の面積がコンタクトメタル層の面積（ボンディングパッドの領域を除く）の５％〜５０％であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の透光性正極。   10. The translucent positive electrode according to claim 1, wherein the area of the current diffusion layer is 5% to 50% of the area of the contact metal layer (excluding the bonding pad region). 電流拡散層がコンタクトメタル層と同一材料からなることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の透光性正極。   The translucent positive electrode according to claim 1, wherein the current diffusion layer is made of the same material as the contact metal layer. 電流拡散層が金、銀、銅、アルミニウム、ニッケル、鉄、コバルト、白金族金属およびこれらの金属の少なくとも一種を含む合金からなる群から選ばれることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の透光性正極。   The current spreading layer is selected from the group consisting of gold, silver, copper, aluminum, nickel, iron, cobalt, a platinum group metal and an alloy containing at least one of these metals. The translucent positive electrode according to one item. 電流拡散層が金またはその合金からなることを特徴とする請求項１２に記載の透光性正極。   The translucent positive electrode according to claim 12, wherein the current diffusion layer is made of gold or an alloy thereof. 基板上にｎ型半導体層、発光層およびｐ型半導体層がこの順序で積層され、ｎ型半導体層およびｐ型半導体層に負極および正極がそれぞれ設けられた窒化ガリウム系化合物半導体発光素子において、正極が請求項１〜１３のいずれか一項に記載された透光性正極である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。   In a gallium nitride-based compound semiconductor light-emitting device in which an n-type semiconductor layer, a light-emitting layer, and a p-type semiconductor layer are stacked in this order on a substrate, and a negative electrode and a positive electrode are provided on the n-type semiconductor layer and the p-type semiconductor layer, respectively, A translucent positive electrode according to any one of claims 1 to 13, wherein the gallium nitride compound semiconductor light-emitting element is characterized in that 請求項１４に記載の発光素子を使用したランプ。   A lamp using the light emitting device according to claim 14.
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