JPH0638265U - 窒化ガリウム系発光素子の電極 - Google Patents
窒化ガリウム系発光素子の電極Info
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- JPH0638265U JPH0638265U JP7944992U JP7944992U JPH0638265U JP H0638265 U JPH0638265 U JP H0638265U JP 7944992 U JP7944992 U JP 7944992U JP 7944992 U JP7944992 U JP 7944992U JP H0638265 U JPH0638265 U JP H0638265U
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 生産性に優れ、かつ電界の集中が起こらず安
定して光を取り出すことができ、さらに、窒化ガリウム
系化合物半導体の一部ではなく、全面を発光させること
のできる新規な窒化ガリウム系発光素子の電極を提供す
る。 【構成】 p型不純物がドープされた窒化ガリウム系化
合物半導体層の電極形成面のほぼ全面に形成された透明
導電膜を介して、電極が形成されている。
定して光を取り出すことができ、さらに、窒化ガリウム
系化合物半導体の一部ではなく、全面を発光させること
のできる新規な窒化ガリウム系発光素子の電極を提供す
る。 【構成】 p型不純物がドープされた窒化ガリウム系化
合物半導体層の電極形成面のほぼ全面に形成された透明
導電膜を介して、電極が形成されている。
Description
【0001】
本考案は青色発光ダイオード、青色レーザーダイオード等の青色発光デバイス に使用される窒化ガリウム系発光素子の細部の構造に係り、特に、窒化ガリウム 系発光素子の電極に関するものである。
【0002】
青色発光デバイスの材料として、色々な化合物半導体が提唱されているが、最 近、その中でもGaN、GaAlN、InGaN等の窒化ガリウム系化合物半導 体を有する青色発光デバイスが注目されている。
【0003】 一般に、窒化ガリウム系発光素子はMOCVD法、MBE法等の気相成長法を 用いて形成され、例えばGaNよりなるホモ接合の発光ダイオード(LED)素 子は、厚さ数百μmのサファイア基板上に、GaNを数百オングストローム〜数 十μmの厚さで、n型及びp型、あるいはn型及びi型に順に積層した後、それ ぞれの層にIn、Al、Au等の電極材料を蒸着して電極を取り出すことによっ て得られる。図2はこのLED素子の一構造を示す断面図であり、1はサファイ ア基板、2はn型GaN層、3は非常に高抵抗なp型GaN(i型GaN)層、 4はp型電極、5はn型電極である。この図に示すようにn型電極5はn型層2 の側面に設けられ、p型電極4はp型層3の最上層に設けられており、これらの 電極に金線をワイヤーボンドして通電することにより、素子より発する光を取り 出す構造としている。
【0004】 このような構造のLED素子は以下のような問題点がある。 n型層2の側面に電極を形成することは、非常に細かい作業を必要とするた め、生産技術上困難であり、歩留が悪い。 p型層3が高抵抗であるため、p型電極4の電流がp型層3全面に拡散せず 、電界の集中が起こり、発光する部分がp型電極4の下付近に限られてしまう。 電界の集中のため、比較的小さい印加電圧で素子の破壊が発生する。 電界の集中のため、局部的な結晶の劣化が起こり寿命が短い。
【0005】 の問題に関しては、例えば特開昭61−18184号公報に開示されるよう にp型GaN層3の一部をエッチングにより除去してn型層を露出させることに より解決できる。このLED素子の一構造を示す断面図を図3に示す。
【0006】 一方、〜の問題については、図4に示すようにサファイア基板1側を上面 (発光観測面)にして、発光をサファイア基板1側から取り出し、p型電極4を p型層3のほぼ全面に形成することにより、電界を均一に拡散させて集中が起こ らないようにすることにより解決できる。このような構造のLED素子は、例え ば特開昭55ー9442号公報に開示されている。
【0007】
しかしながら、図3の構造では電界の集中は避けられず、また図4のようにサ ファイア基板を上面(発光観測面)にしてひっくり返すことは、素子作成後のL EDを製造する工程において、ワイヤーボンディング、フレーム設置等で数々の 問題が生じ、生産技術上好ましくない。
【0008】 このように窒化ガリウム系発光素子に形成する電極により、素子の寿命、発光 特性、生産性等が大きく左右される。従って本考案はこのような事情を鑑み成さ れたものであり、その目的とするところは、生産性に優れ、かつ電界の集中が起 こらず安定して光を取り出すことができ、さらに、窒化ガリウム系化合物半導体 の一部ではなく、全面を発光させることのできる新規な窒化ガリウム系化合物発 光素子の電極を提供するものである。
【0009】
本考案の窒化ガリウム系発光素子の電極は、p型不純物がドープされた窒化ガ リウム系化合物半導体の電極形成面のほぼ全面に形成された透明導電膜を介して 、電極が形成されていることを特徴とする。
【0010】 図1に本考案の一実施例に係る電極を有する一窒化ガリウム系発光素子の構造 を示す。この図に示すように、本考案の電極はp型不純物がドープされた窒化ガ リウム系化合物半導体層(この図の場合はp型GaN層3)の電極形成面の上に 形成された透明導電膜10を介してp型電極4が形成されている。
【0011】 透明導電膜10の材料としては、透明な薄膜で導電性を有するものであればど のようなものでもよく、例えばITO、SnO2、In2O3、ZnO等の材料を 好ましく用いることができる。形成方法は蒸着、スパッタリング等の方法を用い ることができ、p型不純物がドープされた窒化ガリウム系化合物半導体層のほぼ 全面、例えば80%以上の面積に形成する。また、透明導電膜の厚さは特に規定 するものではなく、通常、数十オングストローム〜数μmの厚さで形成する。
【0012】 窒化ガリウム系化合物半導体をp型にし得る不純物としては、Mg、Znがよ く知られており、これらの不純物は窒化ガリウム系化合物半導体成長中にドープ される。従来ではp型不純物をドープしても高抵抗なi型となるため、最近では 特開平2ー25769号公報に記載されるように、電子線照射により低抵抗化す る技術が記載されているが、本考案において形成する透明導電膜は高抵抗なi型 、または低抵抗化されたp型いずれでもよい。
【0013】 透明導電膜10の上に形成する電極は特に変わるものではなく、従来使用され ている材料、例えば金、Al、In等を用い、蒸着によって形成することができ る。
【0014】
図1に示すように、最上層であるp型GaN層3のほぼ全面に透明導電膜10 を形成することにより、電界がp型層3全面に、かつ均一に拡散し、電極の下部 に集中することがない。また窒化ガリウム系発光素子の発光を、p型電極4で遮 られることが少なく、p型GaN層3側から観測することができる。
【0015】
MOCVD法を用い、サファイア基板上にGaNバッファ層をおよそ200オ ングストロームの膜厚で形成し、その上にn型不純物としてSiをドープしたn 型GaN層を4μm成長させ、n型GaN層の上にSiをドープしたIn0.14G a0.86N層をおよそ200オングストローム成長させた。
【0016】 さらにInGaN層の上にp型不純物としてMgをドープしたp型GaN層を およそ0.5μm成長させた後、例えば、特開平2ー25769号公報に記載さ れるような電子線照射を行い、p型GaN層を低抵抗化した。
【0017】 p型GaN層を低抵抗化した後、p型GaN層、およびn型InGaN層をパ ターンエッチングして、図1に示すように、電極を形成するn型GaN層を露出 させた。
【0018】 次に、スパッタリングにより、露出したn型GaN層、およびp型GaN層の 全面に、透明導電膜としてITO(スズ含有率6%)を0.1μmの膜厚で形成 した。
【0019】 次に、p型GaN層の上にマスクを形成し、n型GaN層のITO除去した後 、n型GaN層にはAlより成る電極を、p型GaN層のITO上にはAuより 成る電極を蒸着によって形成した。
【0020】 以上のようにして製作した窒化ガリウム系化合物半導体素子をチップ状に分離 し、サファイア基板側を下にしてフレームに取り付け、常法に従ってそれぞれの 電極を取り出し、モールドした後、LEDとして発光させたところ、20mAに おいて、順方向電圧5V、発光波長450nm、発光出力200μWであり、実 施例と同一材料で形成した図3に示す従来の構造のLEDよりも、順方向電圧は 1/4に下がり、発光出力はおよそ2倍近くにまで改善できた。
【0021】
以上説明したように本考案によると、最上層にあるp型不純物がドープされた 窒化ガリウム系化合物半導体層のほぼ全面を覆う透明導電膜を介して、電極が形 成されているため、電界は透明導電膜全体に均一にかかる。従って、透明導電膜 とp型層との界面の接触抵抗を下げることができ、LEDの駆動電圧も下げるこ とができる。
【0022】 さらに、サファイア基板側を発光観測面とする必要がなく、窒化ガリウム系化 合物半導体層側からワイヤーボンディング等のLED作成工程を行うことができ 、生産性も格段に向上する。
【図1】 本考案の一実施例による電極が形成されたL
ED素子の構造を示す断面図。
ED素子の構造を示す断面図。
【図2】 従来の一LED素子の構造を示す断面図。
【図3】 従来の一LED素子の構造を示す断面図。
【図4】 従来の一LED素子の構造を示す断面図。
1・・・サファイア基板、 2・・・n型GaN層、
3・・・p型GaN層、 4・・・p型電極、5・
・・n型電極、 10・・・透明導電膜。
3・・・p型GaN層、 4・・・p型電極、5・
・・n型電極、 10・・・透明導電膜。
Claims (1)
- 【請求項1】 p型不純物がドープされた窒化ガリウム
系化合物半導体層の電極形成面のほぼ全面に形成された
透明導電膜を介して、電極が形成されていることを特徴
とする窒化ガリウム系発光素子の電極。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7944992U JP2566207Y2 (ja) | 1992-10-21 | 1992-10-21 | 電流注入型窒化ガリウム系発光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7944992U JP2566207Y2 (ja) | 1992-10-21 | 1992-10-21 | 電流注入型窒化ガリウム系発光素子 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0638265U true JPH0638265U (ja) | 1994-05-20 |
JP2566207Y2 JP2566207Y2 (ja) | 1998-03-25 |
Family
ID=13690196
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7944992U Expired - Lifetime JP2566207Y2 (ja) | 1992-10-21 | 1992-10-21 | 電流注入型窒化ガリウム系発光素子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2566207Y2 (ja) |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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US10115972B2 (en) | 2009-04-30 | 2018-10-30 | University Of Florida Research Foundation, Incorporated | Single wall carbon nanotube based air cathodes |
US10815576B2 (en) | 2013-11-20 | 2020-10-27 | University Of Florida Research Foundation, Incorporated | Carbon dioxide reduction over carbon-containing materials |
-
1992
- 1992-10-21 JP JP7944992U patent/JP2566207Y2/ja not_active Expired - Lifetime
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Legal Events
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