JP4602079B2 - バリア層を含む発光ダイオードおよびその製造方法 - Google Patents
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Description
下記の試験結果は、例示的なものであり、本発明の特許請求の範囲を限定するものと理解されるべきではない。図11A〜11Dは、2500ÅのNiはんだバリアに対する試験結果のグラフを示し、図12A〜12Dは、5000ÅのTiWバリアに対する試験結果のグラフを示す。
ミラー34ともいう反射層34からの金属の移動を制限することが好ましい。これは、このような金属は、メサ30と接触した場合、デバイスのpn接合に短絡を起こす可能性があるためである。ミラー34が、比較的低い温度で容易に移動しやすい銀を含む場合に特に金属の移動を制限することが好ましい。このことは、例えば、非特許文献1に開示されている。表面水分および電界の存在下においては、酸化および/または腐食のため、正の(アノード)メタライゼーション部(positive(anodic)metallizations)で銀イオンが形成される可能性がある。銀イオンが、負の(カソード)メタライゼーション部(negative(cathodic)metallizations)へ移動するとき、樹枝状結晶(分岐構造)の形でメッキされる可能性がある。樹枝状結晶は、最終的には、LEDのアノードとカソードの間隙を埋め、短絡を引き起こすことがある。
Claims (30)
- 基板と、
内部に発光領域を含む前記基板上のエピタキシャル領域と、
前記エピタキシャル領域上の反射層側壁を含む反射層、および前記反射層と前記エピタキシャル領域との間のオーミックコンタクト層側壁を含むオーミックコンタクト層を有する多層導電スタックと、
前記反射層側壁直上、および前記オーミックコンタクト層側壁直上に延びる前記反射層直上の導電バリア層であって、複数の第1および第2の副層を交互に重ねた層を含み、前記第1の副層は、その内部に結晶粒界を含み、および前記第2の副層は、実質的に結晶粒界を含まない導電バリア層と
を備えたことを特徴とする半導体発光素子。 - 前記導電バリア層は、前記多層導電スタック外部の前記エピタキシャル領域上へさらに延びていることを特徴とする請求項1に記載の発光素子。
- 前記第1の副層は、その内部に段状の煉瓦壁構造を画定するように配列された結晶粒界を含むことを特徴とする請求項1に記載の発光素子。
- 前記第1の副層は、チタンタングステンを含み、および前記第2の副層は、白金、チタンおよび/またはニッケルを含むことを特徴とする請求項1に記載の発光素子。
- 前記第1の副層は、チタンタングステンを含み、および前記第2の副層は、白金、チタンおよび/またはニッケルを含むことを特徴とする請求項3に記載の発光素子。
- 前記第1の副層は、前記反射層からの金属の移動を抑制するように構成され、および前記第2の副層は、前記第1の副層内の少なくとも一部の結晶粒界が該第2の副層を横切って伝播するのを防止するように構成されたことを特徴とする請求項1に記載の発光素子。
- 前記第1の副層は、前記反射層からの金属の移動を抑制するように構成され、および前記第2の副層は、前記第1の副層内の少なくとも一部の結晶粒界が該第2の副層を横切って伝播するのを防止するように構成されたことを特徴とする請求項3に記載の発光素子。
- 前記第2の副層は、前記第1の副層よりも薄いことを特徴とする請求項1に記載の発光素子。
- 前記複数の第1および第2の副層を交互に重ねた層は、前記反射層に最も近接した第1の副層と、前記反射層から最も離れた第1の副層とを含むことを特徴とする請求項1に記載の発光素子。
- 前記反射層から最も遠い前記第1の副層は、前記反射層に最も近接した前記第1の副層よりも厚いことを特徴とする請求項9に記載の発光素子。
- 前記第2の副層は、前記第1の副層よりも薄いことを特徴とする請求項5に記載の発光素子。
- 前記複数の第1および第2の副層を交互に重ねた層は、前記反射層に最も近接した第1の副層と、前記反射層から最も離れた第1の副層とを含むことを特徴とする請求項11に記載の発光素子。
- 前記反射層から最も遠い前記第1の副層は、前記反射層に最も近接した前記第1の副層よりも厚いことを特徴とする請求項12に記載の発光素子。
- 前記第1の副層は、厚さが約1000Åのチタンタングステン副層を含み、および前記第2の副層は、厚さが約500Åの白金副層を含むことを特徴とする請求項1に記載の発光素子。
- 前記第1の副層は、厚さが約1000Åのチタンタングステン副層を含み、前記第2の副層は、厚さが約500Åの白金副層を含み、前記反射層に最も近接した前記第1の副層は、厚さが約1000Åのチタンタングステン副層を含み、および前記反射層から最も遠い前記第1の副層は、厚さが約5000Åのチタンタングステン副層を含むことを特徴とする請求項13に記載の発光素子。
- 前記反射層側壁に隣接する前記導電バリア層は、該導電バリア層の内部で割れが発生するのを少なくとも一部は防止するように構成されたことを特徴とする請求項1に記載の発光素子。
- 前記基板は炭化ケイ素を含み、および前記エピタキシャル領域は窒化ガリウムを含むことを特徴とする請求項1に記載の発光素子。
- 前記オーミックコンタクト層は、白金、パラジウム、ニッケル/金、酸化ニッケル/金、酸化ニッケル/白金、チタン、および/またはチタン/金を含み、および前記反射層は、アルミニウムおよび/または銀を含むことを特徴とする請求項1に記載の発光素子。
- 前記反射層は、銀を含むことを特徴とする請求項1に記載の発光素子。
- 前記第1の副層は、前記反射体からの金属の移動を抑制するに足るほど充分に厚いが、前記第1の副層の割れを少なくともある程度防止するに足るほど充分に薄く、および前記第2の副層は、前記第1の副層内の結晶粒界が該第2の副層を横切って伝播するのを少なくとも一部は防止するに足るほど充分に厚いが、前記多層導電スタックの抵抗を悪化させないほど充分に薄いことを特徴とする請求項1に記載の発光素子。
- 基板と、内部にデバイス領域を含む該基板上のエピタキシャル領域と、前記エピタキシャル領域上の反射層側壁を含む反射層と、前記反射層および前記エピタキシャル領域の間のオーミックコンタクト層側壁を含むオーミックコンタクト層とを有する多層導電スタックとを含む半導体発光素子の製造方法であって、
前記反射層側壁直上および前記オーミックコンタクト層側壁直上に延びる導電バリア層を、前記反射層直上に形成するステップであって、前記導電バリア層を複数の第1および第2の副層を交互に重ねた層として形成し、前記第1の副層は、その内部に結晶粒界を含み、および前記第2の副層は、実質的に結晶粒界を含まないステップ
を備えたことを特徴とする方法。 - 前記形成するステップは、
前記反射層側壁直上、前記オーミックコンタクト層側壁直上、および前記多層導電スタック外部の前記エピタキシャル領域直上に延びる導電バリア層を、前記反射層直上に形成するステップを含むことを特徴とする請求項21に記載の方法。 - 前記第1の副層は、前記結晶粒界が該第1の副層の段状の煉瓦壁構造を画定するように配列されたことを特徴とする請求項21に記載の方法。
- 前記バリア層を複数の第1および第2の副層を交互に重ねた層として形成するステップは、前記第2の副層を前記第1の副層よりも薄くなるように形成するステップを含むことを特徴とする請求項21に記載の方法。
- 前記複数の第1および第2の副層を交互に重ねた層を第1の副層で終端させて、外部副層を画定するステップをさらに備えたことを特徴とする請求項21に記載の方法。
- 前記外部副層は、前記第1の副層よりも厚いことを特徴とする請求項24に記載の方法。
- 前記第2の副層は、前記第1の副層よりも薄いことを特徴とする請求項21に記載の方法。
- 前記基板は炭化ケイ素を含み、および前記エピタキシャル領域は窒化ガリウムを含むことを特徴とする請求項21に記載の方法。
- 前記反射層は銀を含むことを特徴とする請求項21に記載の方法。
- 前記バリア層を複数の第1および第2の副層を交互に重ねた層として形成するステップは、
前記第1の副層を、前記反射体からの金属の移動を抑制するに足るほど充分に厚く、かつ前記第1の副層の割れを防止するに足るほど充分に薄く形成するステップと、前記第2の副層を、前記第1の副層内の結晶粒界が該第2の副層を横切って伝播することを少なくともある程度防止するに足るほど充分に厚く、かつ前記多層導電スタックの抵抗を悪化させないほど充分に薄く形成するステップとを含むことを特徴とする請求項21に記載の方法。
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