JPH11126947A - Semiconductor element and semiconductor light emitting device - Google Patents
Semiconductor element and semiconductor light emitting deviceInfo
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- JPH11126947A JPH11126947A JP29303597A JP29303597A JPH11126947A JP H11126947 A JPH11126947 A JP H11126947A JP 29303597 A JP29303597 A JP 29303597A JP 29303597 A JP29303597 A JP 29303597A JP H11126947 A JPH11126947 A JP H11126947A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ＩＩＩ族ナイトラ
イド化合物半導体などよりなる半導体層に対して電極が
設けられた半導体素子および半導体発光素子に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device in which an electrode is provided for a semiconductor layer made of a group III nitride compound semiconductor or the like, and a semiconductor light emitting device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】ＧａＮ，ＡｌＧａＮ，ＩｎＧａＮまたは
ＡｌＧａＩｎＮなどのＩＩＩ族ナイトライド化合物半導
体は、ＡｌＩｎＧａＡｓ系やＡｌＧａＩｎＰ系のＩＩＩ
−Ｖ族化合物半導体に比べてバンドギャップＥｇが大き
くかつ直接遷移の半導体材料であるという特徴を有して
いる。よって、これらのＩＩＩ族ナイトライド化合物半
導体は、紫外線から緑色にあたる短波長の光を発する半
導体レーザや発光ダイオード（ＬＥＤ；Light Emitting
Diode）などの半導体発光素子を構成する材料として注
目されており、高密度光ディスクやフルカラー用表示素
子などへの応用が考えられている。2. Description of the Related Art Group III nitride compound semiconductors such as GaN, AlGaN, InGaN or AlGaInN are made of AlInGaAs or AlGaInP III.
It has a feature that it is a semiconductor material having a large band gap Eg and a direct transition as compared with a -V compound semiconductor. Therefore, these group III nitride compound semiconductors are composed of a semiconductor laser or a light emitting diode (LED; Light Emitting) that emits light of a short wavelength from ultraviolet to green.
Diodes) have attracted attention as materials for semiconductor light-emitting devices, and have been considered for application to high-density optical disks and full-color display devices.
【０００３】また、これらのＩＩＩ族ナイトライド化合
物半導体は、ＧａＮの高電界における飽和速度が大きい
ということや、ＭＩＳ（Metal-Insulator-Semiconducto
r ）構造における絶縁層に窒化アルミニウム（ＡｌＮ）
を用いることができるので、半導体層と絶縁層の形成を
連続して行うことができるという特徴も有している。よ
って、これらのＩＩＩ族ナイトライド化合物半導体は、
高出力の高周波電子デバイスを構成する材料としても期
待されている。In addition, these III-nitride compound semiconductors have a high saturation speed in a high electric field of GaN, and have a problem of MIS (Metal-Insulator-Semiconducto).
r) Aluminum nitride (AlN) for the insulating layer in the structure
Is also used, so that the semiconductor layer and the insulating layer can be formed continuously. Therefore, these group III nitride compound semiconductors
It is also expected as a material for high-frequency high-frequency electronic devices.
【０００４】なお、これらの素子においては、安定した
動作を確保する上でオーミック電極に関する技術がきわ
めて重要となる。従来、ＩＩＩ族ナイトライド化合物半
導体よりなる半導体層に対するｐ側のオーミック電極と
しては、例えば、ニッケル（Ｎｉ）と金（Ａｕ）あるい
はニッケルと白金（Ｐｔ）と金を半導体層側から順次積
層したものが用いられている。また、ｎ側のオーミック
電極としては、例えば、チタン（Ｔｉ）とアルミニウム
（Ａｌ）を半導体層側から順次積層したものが用いられ
ている。[0004] In these devices, the technology relating to the ohmic electrode is extremely important for ensuring stable operation. Conventionally, as a p-side ohmic electrode for a semiconductor layer made of a group III nitride compound semiconductor, for example, nickel (Ni) and gold (Au) or nickel, platinum (Pt) and gold are sequentially stacked from the semiconductor layer side. Is used. Further, as the n-side ohmic electrode, for example, an electrode in which titanium (Ti) and aluminum (Al) are sequentially laminated from the semiconductor layer side is used.
【０００５】しかし、ｐ側電極においては、このような
構成のオーミック電極を用いると形成条件などによって
は密着性があまり良くない場合がある。そのため、素子
の製造工程の途中やパッケージへ実装する際に剥離した
り、半導体層との密着の不安定さから接触抵抗が大きく
なるなど信頼性に問題があった。However, in the p-side electrode, if an ohmic electrode having such a configuration is used, the adhesion may not be very good depending on the forming conditions. For this reason, there have been problems in reliability, such as peeling during the device manufacturing process or during mounting on a package, and an increase in contact resistance due to instability of adhesion to a semiconductor layer.
【０００６】例えば、半導体発光素子は、一般に、図９
または図１０に示したように、基板１の上にＩＩＩ族ナ
イトライド化合物半導体よりなるバッファ層１１，下地
層１２，ｎ側コンタクト層１３，ｎ型クラッド層１４，
活性層１５，ｐ型クラッド層１６およびｐ側コンタクト
層１７が順次積層され、その上に二酸化ケイ素（ＳｉＯ
2 ）などよりなる絶縁層１８の開口を介してｐ側電極１
９が形成されている。このｐ側電極１９は、図９に示し
たように、ｐ側コンタクト層１７と絶縁層１８に接触し
て形成される場合や、図１０に示したように、ｐ側コン
タクト層１７およびｐ側クラッド層１６に接触して形成
される場合もあるが、ｐ側電極１９をニッケルや白金に
より構成するといずれも密着性があまり良くない。その
ため、ｐ側電極１９の形成工程（特に洗浄工程）などに
おいて簡単に剥離してしまう場合がある。For example, a semiconductor light emitting device generally has a structure shown in FIG.
Alternatively, as shown in FIG. 10, a buffer layer 11, a base layer 12, an n-side contact layer 13, an n-type cladding layer 14, and a buffer layer 11 made of a group III nitride compound semiconductor are formed on a substrate 1.
An active layer 15, a p-type cladding layer 16 and a p-side contact layer 17 are sequentially stacked, and silicon dioxide (SiO 2) is formed thereon.
2 ) the p-side electrode 1 through the opening of the insulating layer 18 made of, for example,
9 are formed. This p-side electrode 19 is formed in contact with the p-side contact layer 17 and the insulating layer 18 as shown in FIG. 9, or as shown in FIG. Although it may be formed in contact with the cladding layer 16, if the p-side electrode 19 is made of nickel or platinum, the adhesion is not very good. For this reason, the p-side electrode 19 may be easily peeled off in the formation step (particularly in the cleaning step).
【０００７】そこで、ｐ側電極１９を構成する材料とし
て密着性に優れるチタン（Ｔｉ）を用い、ｐ側電極１９
を例えばｐ側コンタクト層１７側からチタンと白金と金
とを順に積層した構造とすることにより、ｐ側電極１９
の密着性を改善する方法が考えられる。Therefore, titanium (Ti) having excellent adhesion is used as a material for forming the p-side electrode 19, and the p-side electrode 19
Has a structure in which titanium, platinum and gold are sequentially laminated from the p-side contact layer 17 side, for example, so that the p-side electrode 19
Can be considered as a method for improving the adhesion.
【０００８】また、ｐ側電極１９の材料を変更するので
はなく、ｐ側電極１９を構成する各層の厚さや比を変更
したり、合金化処理する際の熱処理条件を変えることに
より、ｐ側電極１９の密着性を改善する方法も考えられ
る。Further, instead of changing the material of the p-side electrode 19, the thickness and ratio of each layer constituting the p-side electrode 19 are changed, and the heat treatment conditions at the time of alloying are changed, so that the p-side electrode 19 is changed. A method of improving the adhesion of the electrode 19 is also conceivable.
【０００９】[0009]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ｐ側電
極１９をチタンと白金と金とを積層した構造とすると、
ｐ側電極１９をニッケルと金とを積層した構造とする場
合に比べて、ｐ側電極１９とｐ側コンタクト層１７との
接触抵抗が１桁以上悪くなり、素子の性能や信頼性が低
下してしまうという問題があった。However, if the p-side electrode 19 has a structure in which titanium, platinum and gold are laminated,
The contact resistance between the p-side electrode 19 and the p-side contact layer 17 is reduced by one digit or more as compared with the case where the p-side electrode 19 has a structure in which nickel and gold are laminated, and the performance and reliability of the element are reduced. There was a problem that would.
【００１０】また、ｐ側電極１９を構成する各層の厚さ
や比を変更したり、合金化処理する際の熱処理条件を変
える方法においても、密着性を向上させようとするとｐ
側電極１９とｐ側コンタクト層１７との接触抵抗が悪く
なってしまうという問題があった。Also, in the method of changing the thickness and ratio of each layer constituting the p-side electrode 19 and changing the heat treatment conditions at the time of the alloying treatment, it is necessary to improve the adhesion.
There is a problem that the contact resistance between the side electrode 19 and the p-side contact layer 17 is deteriorated.
【００１１】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、電極の密着性を改善することができ
る半導体素子および半導体発光素子を提供することにあ
る。The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a semiconductor device and a semiconductor light emitting device that can improve the adhesion of electrodes.
【００１２】[0012]
【課題を解決するための手段】本発明による半導体素子
は、半導体層に少なくとも一部が接触して電極が設けら
れたものであって、電極の少なくとも一部を覆うことに
より電極の密着性を補強する補強層を備えたものであ
る。A semiconductor device according to the present invention has an electrode provided at least partially in contact with a semiconductor layer. By covering at least a part of the electrode, adhesion of the electrode is improved. It has a reinforcing layer for reinforcement.
【００１３】本発明による半導体発光素子は、積層され
た複数の半導体層により少なくとも第１導電型クラッド
層，活性層および第２導電型クラッド層がそれぞれ形成
されると共に、第１導電型クラッド層および第２導電型
クラッド層に対して電極がそれぞれ電気的に接続された
ものであって、電極の少なくとも一方において、その少
なくとも一部を覆うことにより電極の密着性を補強する
補強層を備えたものである。In a semiconductor light emitting device according to the present invention, at least a first conductive type clad layer, an active layer and a second conductive type clad layer are respectively formed by a plurality of stacked semiconductor layers. Electrodes each electrically connected to the second conductivity type cladding layer, wherein at least one of the electrodes is provided with a reinforcing layer that covers at least a part of the electrode to reinforce the adhesion of the electrode. It is.
【００１４】本発明による半導体素子では、電極の少な
くとも一部が補強層により覆われており、電極の半導体
層に対する密着性が高められている。In the semiconductor device according to the present invention, at least a part of the electrode is covered with the reinforcing layer, and the adhesion of the electrode to the semiconductor layer is enhanced.
【００１５】本発明による半導体発光素子では、２つの
電極の間に電圧が印加されると、活性層に電流が注入さ
れ発光が起こる。ここでは、少なくとも一方の電極につ
いてその少なくとも一部が補強層により覆われており、
半導体層に対する密着性が高められている。In the semiconductor light emitting device according to the present invention, when a voltage is applied between the two electrodes, a current is injected into the active layer to emit light. Here, at least a part of at least one electrode is covered with a reinforcing layer,
The adhesion to the semiconductor layer is improved.
【００１６】[0016]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
【００１７】（第１の実施の形態）図１は、本発明の第
１の実施の形態に係る半導体発光素子の構成を表すもの
である。この半導体発光素子は、サファイアよりなる基
板１０のｃ面上に、ＩＩＩ族ナイトライド化合物半導体
よりそれぞれなる半導体層として、バッファ層１１，下
地層１２，ｎ側コンタクト層１３，第１導電型クラッド
層としてのｎ型クラッド層１４，活性層１５、第２導電
型クラッド層としてのｐ型クラッド層１６およびｐ側コ
ンタクト層１７が順次積層されている。(First Embodiment) FIG. 1 shows a configuration of a semiconductor light emitting device according to a first embodiment of the present invention. In this semiconductor light emitting device, a buffer layer 11, an underlayer 12, an n-side contact layer 13, a first conductivity type clad layer are formed on a c-plane of a substrate 10 made of sapphire as semiconductor layers made of a group III nitride compound semiconductor. An n-type clad layer 14, an active layer 15, a p-type clad layer 16 as a second conductive type clad layer, and a p-side contact layer 17 are sequentially laminated.
【００１８】バッファ層１１は、例えば、積層方向にお
ける厚さ（以下、単に厚さという）が３０ｎｍであり、
低温で成長された非晶質に近い結晶構造を有するＧａＮ
により構成されている。このバッファ層１１は、各半導
体層を成長させるにあたりその核となるものである。下
地層１２は、例えば、厚さが１．５μｍであり、不純物
を添加しないＧａＮにより構成されている。ｎ側コンタ
クト層１３は、例えば、厚さが２μｍであり、ｎ型不純
物としてケイ素（Ｓｉ）を添加したｎ型ＧａＮにより構
成されている。The buffer layer 11 has, for example, a thickness in the laminating direction (hereinafter simply referred to as a thickness) of 30 nm.
GaN with near-amorphous crystal structure grown at low temperature
It consists of. The buffer layer 11 is a nucleus for growing each semiconductor layer. The underlayer 12 has, for example, a thickness of 1.5 μm and is made of GaN to which no impurities are added. The n-side contact layer 13 has a thickness of, for example, 2 μm, and is made of n-type GaN to which silicon (Si) is added as an n-type impurity.
【００１９】ｎ型クラッド層１４は、例えば、厚さが
０．５μｍであり、ｎ型不純物としてケイ素を添加した
ｎ型ＡｌＧａＮ混晶により構成されている。活性層１５
は、例えば、厚さ０．０５μｍであり、ＧａＩｎＮ混晶
とＧａＮよりなる多重量子井戸構造を有している。The n-type cladding layer 14 has a thickness of, for example, 0.5 μm and is made of an n-type AlGaN mixed crystal to which silicon is added as an n-type impurity. Active layer 15
Has a multiple quantum well structure made of GaInN mixed crystal and GaN, for example, having a thickness of 0.05 μm.
【００２０】ｐ型クラッド層１６は、例えば、厚さが
０．５μｍであり、ｐ型不純物としてマグネシウムを添
加したｐ型ＡｌＧａＮ混晶により構成されている。ｐ側
コンタクト層１７は、例えば、厚さが０．５μｍであ
り、ｐ型不純物としてマグネシウムを添加したｐ型Ｇａ
Ｎ混晶により構成されている。The p-type cladding layer 16 has, for example, a thickness of 0.5 μm and is made of a p-type AlGaN mixed crystal to which magnesium is added as a p-type impurity. The p-side contact layer 17 has, for example, a thickness of 0.5 μm and is formed of p-type Ga doped with magnesium as a p-type impurity.
It is composed of an N mixed crystal.
【００２１】なお、ｎ型クラッド層１４，活性層１５，
ｐ型クラッド層１６およびｐ側コンタクト層１７はｎ側
コンタクト層１３の上の一部に形成されており、これら
ｐ側コンタクト層１３，ｎ型クラッド層１４，活性層１
５，ｐ型クラッド層１６およびｐ側コンタクト層１７の
表面には、例えば、二酸化ケイ素や窒化ケイ素（Ｓｉ3
Ｎ4 ）や酸化アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ）などの絶縁材
料よりなる絶縁層１８が形成されている。The n-type cladding layer 14, the active layer 15,
The p-type cladding layer 16 and the p-side contact layer 17 are formed on a part of the n-side contact layer 13, and the p-side contact layer 13, the n-type cladding layer 14, and the active layer 1 are formed.
5, on the surfaces of the p-type cladding layer 16 and the p-side contact layer 17, for example, silicon dioxide or silicon nitride (Si 3
An insulating layer 18 made of an insulating material such as N 4 ) or aluminum oxide (Al 2 O 3 ) is formed.
【００２２】また、ｐ側コンタクト層１７の上には、絶
縁層１８に形成された開口１８ａを介してｐ側の電極
（ｐ側電極）１９が設けられており、ｐ側コンタクト層
１７と電気的に接続されている。このｐ側電極１９は、
ニッケルおよび白金よりなる群のうちの少なくとも１種
を含む金属により構成されることが好ましい。ニッケル
や白金は、ＩＩＩ族ナイトライド化合物半導体との良好
なオーミック接触を得ることができるからである。A p-side electrode (p-side electrode) 19 is provided on the p-side contact layer 17 through an opening 18 a formed in the insulating layer 18. Connected. This p-side electrode 19
It is preferable to be made of a metal containing at least one of a group consisting of nickel and platinum. This is because nickel and platinum can obtain good ohmic contact with the group III nitride compound semiconductor.
【００２３】例えば、ｐ側電極１９は、ニッケルと金と
をｐ側コンタクト層１７の側から順に積層し加熱処理に
より合金化したり、ニッケルと白金と金とをｐ側コンタ
クト層１７の側から順に積層し加熱処理により合金化し
たり、白金と金とをｐ側コンタクト層１７の側から順に
積層し加熱処理により合金化した構造など、ニッケルあ
るいは白金よりなる金属層を最もｐ側コンタクト層１７
側に形成してその上に適宜の金属よりなる金属層を積層
し加熱処理により合金化した構造とされることが好まし
い。また、ｐ側電極１９は、ニッケルまたは白金よりな
る金属層をｐ側コンタクト層１７の上に形成し加熱処理
した構造とされていてもよい。For example, the p-side electrode 19 is formed by laminating nickel and gold in this order from the p-side contact layer 17 side and alloying them by heat treatment, or nickel, platinum and gold in order from the p-side contact layer 17 side. A metal layer made of nickel or platinum is most often used in the p-side contact layer 17 such as a structure in which the layers are laminated and alloyed by heat treatment, or a structure in which platinum and gold are sequentially laminated from the p-side contact layer 17 side and alloyed by heat treatment.
It is preferable that the metal layer is formed on the side, a metal layer made of an appropriate metal is laminated thereon, and alloyed by heat treatment. Further, the p-side electrode 19 may have a structure in which a metal layer made of nickel or platinum is formed on the p-side contact layer 17 and heat-treated.
【００２４】なお、このｐ側電極１９は、電流狭窄をす
るために細い帯状（図１においては図面に対して垂直方
向に延長された帯状）となっており、光がその長さ方向
（すなわち図面に対して垂直方向）に出射するようにな
っている。The p-side electrode 19 has a narrow band shape (a band shape extending in a direction perpendicular to the drawing in FIG. 1) for narrowing a current, and light is emitted in the length direction (that is, in the length direction). (In the direction perpendicular to the drawing).
【００２５】ｐ側電極１９およびその近傍における絶縁
層１８の上には、ｐ側電極１９の密着性を補強する補強
層としてのコンタクト用電極２０がｐ側電極１９の全面
を覆うように形成されており、ｐ側電極１９と電気的に
接続されている。このコンタクト用電極２０は、導電性
および密着性を確保するために、チタンを含む金属など
導電性を有しかつ密着性に優れた材料により構成されて
いる。例えば、このコンタクト用電極２０は、チタンと
金とをｐ側電極１９の側から順に積層した構造とされる
ことが好ましい。なお、このコンタクト用電極２０は、
この半導体発光素子をパッケージに実装する際の実装用
電極（すなわち、ワイヤボンドを打つボンディングパッ
トやパッケージのダイボンドする際に半田される電極）
ともなる。On the p-side electrode 19 and the insulating layer 18 in the vicinity thereof, a contact electrode 20 as a reinforcing layer for reinforcing the adhesion of the p-side electrode 19 is formed so as to cover the entire surface of the p-side electrode 19. And is electrically connected to the p-side electrode 19. The contact electrode 20 is made of a material having excellent conductivity and having conductivity, such as a metal containing titanium, in order to secure conductivity and adhesion. For example, the contact electrode 20 preferably has a structure in which titanium and gold are sequentially stacked from the p-side electrode 19 side. The contact electrode 20 is
A mounting electrode for mounting the semiconductor light emitting device on a package (ie, a bonding pad for hitting a wire bond or an electrode soldered for die bonding of a package).
Also.
【００２６】ちなみに、ｐ側コンタクト層１７の表面は
絶縁層１８で覆われているので、コンタクト用電極２０
とｐ側コンタクト層１７は接触せず、ｐ側コンタクト層
１７へ電流が注入される領域は、ｐ側電極１９と接触し
ている領域だけとなっている。但し、ｐ側コンタクト層
１７の全面が絶縁層１８で覆われておらずコンタクト用
電極２０とｐ側コンタクト層１７とが一部において接触
している場合であっても、その接触抵抗がｐ側電極１９
とｐ側コンタクト層１７との間の接触抵抗に比べて十分
に大きい場合には、ｐ側電極１９とｐ側コンタクト層１
７とが接触している領域だけが電流の注入領域となる。
すなわち、コンタクト用電極２０をｐ側コンタクト層１
７と接触するように構成してもよい。Incidentally, since the surface of the p-side contact layer 17 is covered with the insulating layer 18, the contact electrode 20
The p-side contact layer 17 is not in contact with the p-side contact layer 17, and the current is injected into the p-side contact layer 17 only in the region in contact with the p-side electrode 19. However, even when the entire surface of the p-side contact layer 17 is not covered with the insulating layer 18 and the contact electrode 20 and the p-side contact layer 17 are partially in contact with each other, the contact resistance is still lower than the p-side contact layer 17. Electrode 19
If the contact resistance between the p-side electrode 19 and the p-side contact layer 1 is sufficiently large compared to the contact resistance between
7 is the current injection region only.
That is, the contact electrode 20 is connected to the p-side contact layer 1.
7.
【００２７】また、ｎ側コンタクト層１３の上には、絶
縁層１８に形成された開口１８ｂを介してｎ側の電極
（ｎ側電極）２１が設けられており、ｎ側コンタクト層
１３と電気的に接続されている。このｎ側電極２１は、
例えば、チタンとアルミニウムと白金と金とがｎ側コン
タクト層１３の側から順に積層された構造を有してい
る。An n-side electrode (n-side electrode) 21 is provided on the n-side contact layer 13 through an opening 18 b formed in the insulating layer 18. Connected. This n-side electrode 21
For example, it has a structure in which titanium, aluminum, platinum, and gold are sequentially stacked from the n-side contact layer 13 side.
【００２８】なお、この半導体発光素子は、図示はしな
いが、ｐ側電極１９の長さ方向（すなわち共振器長方
向）と垂直な一対の側面に、反射鏡層がそれぞれ設けら
れている。Although not shown, the semiconductor light emitting element has a pair of side surfaces perpendicular to the length direction of the p-side electrode 19 (ie, the length direction of the resonator), and a reflection mirror layer is provided on each of the side surfaces.
【００２９】このような構成を有する半導体発光素子
は、次のようにして製造することができる。The semiconductor light emitting device having such a configuration can be manufactured as follows.
【００３０】まず、例えばサファイアよりなる基板１０
を用意し、例えばＭＯＣＶＤ（Metal Organic Chemical
Vapor Deposition ；有機金属気相成長）法により、バ
ッファ層１１，下地層１２，ｎ側コンタクト層１３，ｎ
型クラッド層１４，活性層１５，ｐ型クラッド層１６お
よびｐ側コンタクト層１７をそれぞれ成長させる。その
際、アルミニウムの原料ガスとしてはトリメチルアルミ
ニウムガス（（ＣＨ3）3 Ａｌ），ガリウムの原料ガス
としてはトリメチルガリウムガス，窒素の原料ガスとし
てはアンモニアガス，ケイ素の原料ガスとしてはモノシ
ランガス（ＳｉＨ4 ），マグネシウムの原料ガスとして
はビス＝メチルシクロペンタジェニルマグネシウムガス
（ＭｅＣｐ2 Ｍｇ）やビス＝シクロペンタジェニルマグ
ネシウムガス（Ｃｐ2 Ｍｇ）をそれぞれ用いる。First, a substrate 10 made of, for example, sapphire
Prepared, for example, MOCVD (Metal Organic Chemical
A buffer layer 11, an underlayer 12, an n-side contact layer 13, n
A type clad layer 14, an active layer 15, a p-type clad layer 16, and a p-side contact layer 17 are grown. At this time, trimethylaluminum gas ((CH 3 ) 3 Al) was used as a source gas of aluminum, trimethylgallium gas was used as a source gas of gallium, ammonia gas was used as a source gas of nitrogen, and monosilane gas (SiH 4) was used as a source gas of silicon. ), And bis = methylcyclopentagenenyl magnesium gas (MeCp 2 Mg) and bis = cyclopentagenenyl magnesium gas (Cp 2 Mg) are used as raw material gases for magnesium.
【００３１】次いで、ｐ側コンタクト層１７，ｐ型クラ
ッド層１６，活性層１５，ｎ型クラッド層１４の一部を
選択的にエッチングしてｎ側コンタクト層１３を表面に
露出させる。続いて、全面（すなわちｎ側コンタクト層
１３，ｎ型クラッド層１４，活性層１５，ｐ型クラッド
層１６およびｐ側コンタクト層１７の表面）に、例えば
ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition ；化学気相成長）
法により絶縁層１８を形成する。Next, the p-side contact layer 17, the p-type cladding layer 16, the active layer 15, and a part of the n-type cladding layer 14 are selectively etched to expose the n-side contact layer 13 on the surface. Subsequently, for example, CVD (Chemical Vapor Deposition; chemical vapor deposition) is applied over the entire surface (that is, the surface of the n-side contact layer 13, the n-type cladding layer 14, the active layer 15, the p-type cladding layer 16 and the p-side contact layer 17).
The insulating layer 18 is formed by a method.
【００３２】絶縁層１８を形成したのち、その上に、図
示しないレジスト膜を塗布し、フォトリソグラフィによ
ってｐ側電極１９の形成位置に対応したマスクパターン
を形成する。そののち、これをマスクとしてエッチング
を行い、絶縁層１８を選択的に除去してｐ側電極１９の
形成位置に対応した開口１８ａを形成する。After the insulating layer 18 is formed, a resist film (not shown) is applied thereon, and a mask pattern corresponding to the position where the p-side electrode 19 is formed is formed by photolithography. After that, etching is performed using this as a mask, and the insulating layer 18 is selectively removed to form an opening 18 a corresponding to the formation position of the p-side electrode 19.
【００３３】開口１８ａを形成したのち、全面（すなわ
ち絶縁層１８が選択的に除去されたｐ側コンタクト層１
７の上および図示しないレジスト膜の上）に、ｐ側電極
１９を構成する金属よりなる金属層を少なくとも１層蒸
着する。例えば、ニッケルあるいは白金よりなる金属層
を蒸着したのち、必要に応じて、適宜の金属よりなる１
層以上の金属層を蒸着する。そののち、図示しないレジ
スト膜をこのレジスト膜の上に蒸着された金属層と共に
除去して（リフトオフ）加熱処理を行い、ｐ側電極１９
を形成する。After the opening 18a is formed, the entire surface (that is, the p-side contact layer 1 where the insulating layer 18 is selectively removed) is formed.
7 and a resist film (not shown)), at least one metal layer made of a metal constituting the p-side electrode 19 is deposited. For example, after depositing a metal layer made of nickel or platinum, if necessary,
Deposit more than one metal layer. Thereafter, the resist film (not shown) is removed together with the metal layer deposited on the resist film (lift-off), and a heat treatment is performed.
To form
【００３４】ｐ側電極１９を形成したのち、ｐ側電極１
９およびその周囲の絶縁層１８の上に、例えば、チタン
および金を選択的に順次蒸着してコンタクト用電極２０
を形成する。コンタクト用電極２０を形成したのち、全
面（すなわちコンタクト用電極２０および絶縁層１８の
上）に、図示しないレジスト膜を塗布し、フォトリソグ
ラフィによってｎ側電極２１の形成位置に対応したマス
クパターンを形成する。そののち、これをマスクとして
エッチングを行い、絶縁層１８を選択的に除去してｎ側
電極２１の形成位置に対応した開口１８ｂを形成する。After forming the p-side electrode 19, the p-side electrode 1
9 and the surrounding insulating layer 18, for example, titanium and gold are selectively deposited sequentially to form a contact electrode 20.
To form After forming the contact electrode 20, a resist film (not shown) is applied on the entire surface (that is, on the contact electrode 20 and the insulating layer 18), and a mask pattern corresponding to the formation position of the n-side electrode 21 is formed by photolithography. I do. Thereafter, etching is performed using this as a mask, and the insulating layer 18 is selectively removed to form an opening 18b corresponding to the formation position of the n-side electrode 21.
【００３５】開口１８ｂを形成したのち、全面（すなわ
ち絶縁層１８が選択的に除去されたｎ側コンタクト層１
３の上および図示しないレジスト膜の上）に、例えば、
チタン，アルミニウム，白金および金を順次蒸着し、図
示しないレジスト膜をこのレジスト膜の上に蒸着された
金属と共に除去して（リフトオフ）加熱処理を行い、ｎ
側電極２１を形成する。After the opening 18b is formed, the entire surface (that is, the n-side contact layer 1 where the insulating layer 18 is selectively removed) is formed.
3 and a resist film (not shown))
Titanium, aluminum, platinum, and gold are sequentially deposited, a resist film (not shown) is removed together with the metal deposited on the resist film (lift-off), and a heat treatment is performed.
The side electrode 21 is formed.
【００３６】ｎ側電極２１を形成したのち、基板１０を
ｐ側電極１９の長さ方向（共振器長方向）と垂直に所定
の幅で劈開し、その劈開面に反射鏡層を形成する。これ
により、図１に示した半導体発光素子が形成される。After forming the n-side electrode 21, the substrate 10 is cleaved with a predetermined width perpendicular to the length direction of the p-side electrode 19 (resonator length direction), and a reflecting mirror layer is formed on the cleavage plane. Thereby, the semiconductor light emitting device shown in FIG. 1 is formed.
【００３７】このようにして製造された半導体発光素子
は、次のように作用する。The semiconductor light-emitting device manufactured as described above operates as follows.
【００３８】この半導体発光素子では、コンタクト用電
極２０を介してｐ側電極１９とｎ側電極２１との間に所
定の電圧が印加されると、活性層１５に電流が注入され
る。これにより、活性層１５では、電子−正孔再結合に
よる発光が起こり、図示しない反射鏡層を介して外部に
光が取り出される。ここでは、ｐ側電極１９が補強層と
してのコンタクト用電極２０により覆われているので、
ｐ側電極１９の密着性が高くなっており、剥離が防止さ
れる。よって、ｐ側電極１９のオーミック接触が確保さ
れる。In this semiconductor light emitting device, when a predetermined voltage is applied between the p-side electrode 19 and the n-side electrode 21 via the contact electrode 20, a current is injected into the active layer 15. As a result, in the active layer 15, light emission due to electron-hole recombination occurs, and light is extracted to the outside via a not-shown reflecting mirror layer. Here, since the p-side electrode 19 is covered with the contact electrode 20 as a reinforcing layer,
The adhesion of the p-side electrode 19 is high, and peeling is prevented. Therefore, ohmic contact of the p-side electrode 19 is ensured.
【００３９】このように本実施の形態に係る半導体発光
素子によれば、ｐ側電極１９を補強層としてのコンタク
ト用電極２０で覆うようにしたので、ｐ側電極１９の密
着性を高めることができる。よって、ｐ側電極１９を良
好なオーミック接触を得ることができる材料（例えばニ
ッケルまたは白金を含む金属）により構成することがで
きる。従って、接触抵抗を小さくすることができると共
に剥離も防止することができ、素子の品質および信頼性
を向上させることができる。As described above, according to the semiconductor light emitting device of this embodiment, the p-side electrode 19 is covered with the contact electrode 20 as a reinforcing layer, so that the adhesion of the p-side electrode 19 can be improved. it can. Therefore, the p-side electrode 19 can be made of a material (for example, a metal containing nickel or platinum) capable of obtaining good ohmic contact. Therefore, the contact resistance can be reduced and peeling can be prevented, and the quality and reliability of the element can be improved.
【００４０】また、コンタクト用電極２０をパッケージ
に実装する際の実装用電極としても用いることができる
ので、新たに実装用電極を形成する必要がない。すなわ
ち、迅速かつ簡便に実装を行うことができる。Also, since the contact electrode 20 can be used as a mounting electrode when mounting it on a package, it is not necessary to newly form a mounting electrode. That is, mounting can be performed quickly and easily.
【００４１】（第２の実施例）図２は本発明の第２の実
施の形態に係る半導体発光素子の構成を表すものであ
る。この半導体発光素子は、絶縁層１８の構成が異なる
ことを除き、第１の実施の形態に係る半導体発光素子と
同一の構成を有している。よって、ここでは、同一の構
成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略す
る。(Second Embodiment) FIG. 2 shows the configuration of a semiconductor light emitting device according to a second embodiment of the present invention. This semiconductor light emitting device has the same configuration as the semiconductor light emitting device according to the first embodiment, except that the configuration of the insulating layer 18 is different. Therefore, here, the same components are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
【００４２】絶縁層１８は、二酸化ケイ素や窒化ケイ素
や酸化アルミニウムなどの絶縁材料よりなる絶縁性材料
層１８ａと、この絶縁性材料層１８ａとこれに隣接する
層との密着性を高めるための接合層１８ｂとを有してい
る。ここでは、接合層１８ｂは絶縁性材料層１８ａの上
に形成されており、絶縁性材料層１８ａとコンタクト用
電極２０との密着性を高めるようになっている。The insulating layer 18 is formed by bonding an insulating material layer 18a made of an insulating material such as silicon dioxide, silicon nitride, or aluminum oxide with the insulating material layer 18a and a layer adjacent thereto. And a layer 18b. Here, the bonding layer 18b is formed on the insulating material layer 18a so as to increase the adhesion between the insulating material layer 18a and the contact electrode 20.
【００４３】接合層１８ｂは、高い密着性を有するケイ
素やチタンなどにより構成することが好ましい。ちなみ
に、絶縁性材料層１８ａを二酸化ケイ素により構成する
場合には、接合層１８ｂをケイ素により構成することが
好ましい。二酸化ケイ素とケイ素は化学的性質が類似し
ているので、フッ酸によるウエットエッチングやテトラ
フルオロメタン（ＣＦ4 ）によるドライエッチングのエ
ッチング条件、またはＣＶＤや蒸着での成膜条件が近似
しており、製造工程における取り扱いが容易だからであ
る。The bonding layer 18b is preferably made of silicon or titanium having high adhesion. Incidentally, when the insulating material layer 18a is made of silicon dioxide, it is preferable that the bonding layer 18b is made of silicon. Since silicon dioxide and silicon have similar chemical properties, the etching conditions for wet etching with hydrofluoric acid, dry etching with tetrafluoromethane (CF 4 ), or film forming conditions by CVD or vapor deposition are similar. This is because the handling in the manufacturing process is easy.
【００４４】なお、ここでは、絶縁性材料層１８ａの上
に接合層１８ｂを設けるようにしたが、絶縁性材料層１
８ａの下に接合層１８ｂを設け、絶縁性材料層１８ａと
半導体層との密着性を高めるようにしてもよい。その
際、絶縁性材料層１８ａの両側に接合層１８ｂを設ける
ようにしてもよく、片側にのみ設けるようにしてもよ
い。Here, the bonding layer 18b is provided on the insulating material layer 18a.
A bonding layer 18b may be provided below 8a to enhance the adhesion between the insulating material layer 18a and the semiconductor layer. At that time, the bonding layers 18b may be provided on both sides of the insulating material layer 18a, or may be provided only on one side.
【００４５】このような構成を有する半導体発光素子
は、第１の実施の形態と同様にして製造することができ
ると共に、第１の実施の形態と同様に作用する。The semiconductor light emitting device having such a configuration can be manufactured in the same manner as in the first embodiment, and operates in the same manner as in the first embodiment.
【００４６】このように本実施の形態に係る半導体発光
素子によれば、絶縁層１８を絶縁性材料層１８ａと接合
層１８ｂにより構成するようにしたので、絶縁層１８と
コンタクト用電極２０との密着性を高めることができ
る。よって、ｐ側電極１９の密着性を更に高めることが
でき、素子の品質および信頼性を更に向上させることが
できる。As described above, according to the semiconductor light emitting device of the present embodiment, the insulating layer 18 is constituted by the insulating material layer 18a and the bonding layer 18b. Adhesion can be improved. Therefore, the adhesion of the p-side electrode 19 can be further improved, and the quality and reliability of the element can be further improved.
【００４７】（第３の実施例）図３は本発明の第３の実
施の形態に係る半導体発光素子の構成を表すものであ
る。この半導体発光素子は、基板１０が導電性材料によ
り構成され、ｎ側電極２１が基板１０の裏面に形成され
ると共に、バッファ層１１およびｎ側コンタクト層１３
が削除されたことを除き、第１の実施の形態に係る半導
体発光素子と同一の構成を有している。また、第１の実
施の形態と同様にして製造することができると共に、第
１の実施の形態と同様に作用し、同一の効果を有する。
よって、ここでは、同一の構成要素には同一の符号を付
し、その詳細な説明を省略する。(Third Embodiment) FIG. 3 shows a configuration of a semiconductor light emitting device according to a third embodiment of the present invention. In this semiconductor light emitting device, the substrate 10 is made of a conductive material, the n-side electrode 21 is formed on the back surface of the substrate 10, and the buffer layer 11 and the n-side contact layer 13 are formed.
Has the same configuration as that of the semiconductor light emitting device according to the first embodiment except that has been deleted. Further, it can be manufactured in the same manner as in the first embodiment, and operates and has the same effect as in the first embodiment.
Therefore, here, the same components are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
【００４８】ここで、基板１０は、例えば、ｎ型不純物
としてケイ素を添加したｎ型の単結晶ＧａＮや、炭化ケ
イ素（ＳｉＣ）により構成されている。下地層１２は導
電性を備える必要があるので、例えば、ｎ型不純物とし
てケイ素を添加したｎ型ＧａＮ料により構成されてい
る。Here, the substrate 10 is made of, for example, n-type single-crystal GaN doped with silicon as an n-type impurity, or silicon carbide (SiC). Since the underlayer 12 must have conductivity, it is made of, for example, an n-type GaN material to which silicon is added as an n-type impurity.
【００４９】なお、本実施の形態に係る半導体発光素子
についても、第２の実施の形態と同様に、絶縁層１８を
絶縁性材料層１８ａと接合層１８ｂとで構成するように
してもよい。In the semiconductor light emitting device according to the present embodiment, the insulating layer 18 may be composed of the insulating material layer 18a and the bonding layer 18b as in the second embodiment.
【００５０】（第４の実施の形態）図４は本発明の第４
の実施の形態に係る半導体発光素子の構成を表すもので
ある。この半導体発光素子は、絶縁層１８もコンタクト
用電極２０と共に補強層としての機能を備えていること
を除き、第１の実施の形態に係る半導体発光素子と同一
の構成を有している。よって、ここでは、同一の構成要
素には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。(Fourth Embodiment) FIG. 4 shows a fourth embodiment of the present invention.
1 shows a configuration of a semiconductor light emitting device according to an embodiment. This semiconductor light emitting device has the same configuration as the semiconductor light emitting device according to the first embodiment, except that the insulating layer 18 also functions as a reinforcing layer together with the contact electrode 20. Therefore, here, the same components are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
【００５１】この絶縁層１８はｐ側電極１９の一部（例
えば周縁部）を覆うように形成されており、ｐ側電極１
９とコンタクト用電極２０は絶縁層１８に設けられた開
口１８ａを介して電気的に接続されている。すなわち、
絶縁層１８により、更に、ｐ側電極１９の密着性を補強
するようになっている。The insulating layer 18 is formed so as to cover a part (for example, a peripheral portion) of the p-side electrode 19.
9 and the contact electrode 20 are electrically connected through an opening 18 a provided in the insulating layer 18. That is,
The insulating layer 18 further reinforces the adhesion of the p-side electrode 19.
【００５２】このような構成を有する半導体発光素子
は、絶縁層１８とｐ側電極１９の製造工程を除き、第１
の実施の形態と同様にして製造することができると共
に、第１の実施の形態と同様に作用する。The semiconductor light-emitting device having such a structure is the same as that of the first embodiment except for the steps of manufacturing the insulating layer 18 and the p-side electrode 19.
It can be manufactured in the same manner as in the first embodiment, and operates in the same manner as in the first embodiment.
【００５３】すなわち、この半導体発光素子では、基板
１０の上にバッファ層１１，下地層１２，ｎ側コンタク
ト層１３，ｎ型クラッド層１４，活性層１５，ｐ型クラ
ッド層１６およびｐ側コンタクト層１７をそれぞれ成長
させ、ｐ側コンタクト層１７，ｐ型クラッド層１６，活
性層１５，ｎ型クラッド層１４の一部を選択的にエッチ
ングしてｎ側コンタクト層１３を表面に露出させたの
ち、ｐ側コンタクト層１７の上にｐ側電極１９を選択的
に形成する。That is, in this semiconductor light emitting device, the buffer layer 11, the underlayer 12, the n-side contact layer 13, the n-type cladding layer 14, the active layer 15, the p-type cladding layer 16 and the p-side contact layer 17 are grown, and the p-side contact layer 17, the p-type cladding layer 16, the active layer 15, and a part of the n-type cladding layer 14 are selectively etched to expose the n-side contact layer 13 on the surface. A p-side electrode 19 is selectively formed on the p-side contact layer 17.
【００５４】次いで、全面に絶縁層１８を形成したの
ち、絶縁層１８を選択的に除去して開口１８ａを形成
し、ｐ側電極１９の一部（例えば中央部）を露出させ
る。そののち、コンタクト用電極２０を形成し、絶縁層
１８に開口１８ｂを開けて、ｎ側電極２１を形成する。
これにより、図４に示した半導体発光素子が形成され
る。Next, after the insulating layer 18 is formed on the entire surface, the insulating layer 18 is selectively removed to form an opening 18a, and a part (for example, the center) of the p-side electrode 19 is exposed. After that, a contact electrode 20 is formed, an opening 18b is opened in the insulating layer 18, and an n-side electrode 21 is formed.
Thus, the semiconductor light emitting device shown in FIG. 4 is formed.
【００５５】このように本実施の形態に係る半導体発光
素子によれば、絶縁層１８が補強層としての機能を備え
るようにしたので、コンタクト用電極２０と共に絶縁層
１８によりｐ側電極１９の密着性を補強することができ
る。よって、ｐ側電極１９の密着性を更に高めることが
でき、素子の品質および信頼性を更に向上させることが
できる。As described above, according to the semiconductor light emitting device according to the present embodiment, the insulating layer 18 has a function as a reinforcing layer, so that the p-side electrode 19 is brought into close contact with the contact electrode 20 by the insulating layer 18. Properties can be reinforced. Therefore, the adhesion of the p-side electrode 19 can be further improved, and the quality and reliability of the element can be further improved.
【００５６】なお、本実施の形態に係る半導体発光素子
についても、第２の実施の形態と同様に、絶縁層１８を
絶縁性材料層１８ａと接合層１８ｂとで構成するように
してもよい。また、第３の実施の形態と同様に、基板１
０を導電性の材料により構成し、ｎ側電極２１を基板１
０の裏面に設けるようにしてもよい。Incidentally, also in the semiconductor light emitting device according to the present embodiment, similarly to the second embodiment, the insulating layer 18 may be constituted by the insulating material layer 18a and the bonding layer 18b. Also, as in the third embodiment, the substrate 1
0 is made of a conductive material, and the n-side electrode 21 is
0 may be provided on the back surface.
【００５７】（第５の実施の形態）図５は本発明の第５
の実施の形態に係る半導体発光素子の構成を表すもので
ある。この半導体発光素子は、ｐ側電極１９とｐ側コン
タクト層１７との接触面積が広くされており、図５にお
いて矢印で示したように基板１０の裏面から光が取り出
されることを除き、第４の実施の形態に係る半導体発光
素子と同一の構成および作用を有している。また、第４
の実施の形態と同様にして製造することができる。よっ
て、ここでは、同一の構成要素には同一の符号を付し、
その詳細な説明を省略する。(Fifth Embodiment) FIG. 5 shows a fifth embodiment of the present invention.
1 shows a configuration of a semiconductor light emitting device according to an embodiment. This semiconductor light-emitting element has a large contact area between the p-side electrode 19 and the p-side contact layer 17, except that light is extracted from the back surface of the substrate 10 as indicated by the arrow in FIG. It has the same configuration and operation as the semiconductor light emitting device according to the embodiment. Also, the fourth
It can be manufactured in the same manner as in the embodiment. Therefore, here, the same components are denoted by the same reference numerals,
A detailed description thereof will be omitted.
【００５８】このように本実施の形態に係る半導体発光
素子によれば、ｐ側電極１９をコンタクト用電極２０と
絶縁層１８により覆うようにしたので、ＬＥＤのように
ｐ側電極１９の面積が大きい場合であっても、その剥離
を十分に防止することができる。よって、素子の品質お
よび信頼性を更に向上させることができる。As described above, according to the semiconductor light emitting device of the present embodiment, the p-side electrode 19 is covered with the contact electrode 20 and the insulating layer 18, so that the area of the p-side electrode 19 is reduced like an LED. Even if it is large, the peeling can be sufficiently prevented. Therefore, the quality and reliability of the element can be further improved.
【００５９】なお、本実施の形態に係る半導体発光素子
についても、第２の実施の形態と同様に、絶縁層１８を
絶縁性材料層１８ａと接合層１８ｂとで構成するように
してもよい。また、第３の実施の形態と同様に、基板１
０を導電性の材料により構成し、ｎ側電極２１を基板１
０の裏面に設けるようにしてもよい。Note that, also in the semiconductor light emitting device according to the present embodiment, the insulating layer 18 may be constituted by the insulating material layer 18a and the bonding layer 18b as in the second embodiment. Also, as in the third embodiment, the substrate 1
0 is made of a conductive material, and the n-side electrode 21 is
0 may be provided on the back surface.
【００６０】（第６の実施の形態）図６は本発明の第６
の実施の形態に係る半導体発光素子の構成を表すもので
ある。この半導体発光素子は、コンタクト用電極２０が
ｐ側電極１９の一部（例えば周縁部）のみを覆っている
と共に、ｐ側電極１９の厚さが薄くなっており、図６に
おいて矢印で示したように基板１０の上方（すなわちｐ
側電極１９側）から光が取り出されることを除き、第５
の実施の形態に係る半導体発光素子と同一の構成を有し
ている。また、第５の実施の形態と同様にして製造する
ことができると共に、第５の実施の形態と同様に作用
し、同一の効果を有する。よって、ここでは、同一の構
成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略す
る。ちなみに、ｐ側電極１９の厚さは光を透過できるよ
うに例えば１０ｎｍ以下が好ましい。(Sixth Embodiment) FIG. 6 shows a sixth embodiment of the present invention.
1 shows a configuration of a semiconductor light emitting device according to an embodiment. In this semiconductor light emitting device, the contact electrode 20 covers only a part (for example, the peripheral portion) of the p-side electrode 19, and the thickness of the p-side electrode 19 is thin, as indicated by an arrow in FIG. As described above (ie, p
Except that light is extracted from the side electrode 19).
It has the same configuration as the semiconductor light emitting device according to the embodiment. In addition, it can be manufactured in the same manner as the fifth embodiment, and operates and has the same effect as the fifth embodiment. Therefore, here, the same components are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. Incidentally, the thickness of the p-side electrode 19 is preferably, for example, 10 nm or less so as to transmit light.
【００６１】また、ここでは、コンタクト用電極２０が
例えばｐ側電極１９の周縁部を覆うように構成したが、
ｐ側電極１９の面積が大きい場合など、図７に示したよ
うに、ｐ側電極１９の周縁部のみではなく、中央部も例
えば格子状に覆うことが好ましい。In this embodiment, the contact electrode 20 covers the periphery of the p-side electrode 19, for example.
When the area of the p-side electrode 19 is large, for example, as shown in FIG. 7, it is preferable to cover not only the peripheral portion of the p-side electrode 19 but also the central portion in a lattice shape, for example.
【００６２】なお、本実施の形態に係る半導体発光素子
についても、第２の実施の形態と同様に、絶縁層１８を
絶縁性材料層１８ａと接合層１８ｂとで構成するように
してもよい。また、第３の実施の形態と同様に、基板１
０を導電性の材料により構成し、ｎ側電極２１を基板１
０の裏面に設けるようにしてもよい。In the semiconductor light emitting device according to the present embodiment, the insulating layer 18 may be composed of the insulating material layer 18a and the bonding layer 18b as in the second embodiment. Also, as in the third embodiment, the substrate 1
0 is made of a conductive material, and the n-side electrode 21 is
0 may be provided on the back surface.
【００６３】（第７の実施の形態）図８は本発明の第７
の実施の形態に係る半導体素子の構成を表すものであ
る。この半導体素子はＦＥＴ（Field Effect Transisto
r ；電界効果トランジスタ）であり、サファイアよりな
る基板３０のｃ面上に、ＩＩＩ族ナイトライド化合物半
導体よりそれぞれなるバッファ層３１，下地層３２およ
びチャネル層３３が順次積層されている。バッファ層３
１は、例えば厚さが３０ｎｍであり、低温で成長され非
結晶に近い結晶構造を有するＧａＮにより構成されてい
る。下地層３２は、例えば、厚さが２μｍであり、不純
物を添加しないＧａＮにより構成されている。チャネル
層３３は、例えば、ｎ型不純物としてＳｉを添加したｎ
型ＧａＮにより構成されている。(Seventh Embodiment) FIG. 8 shows a seventh embodiment of the present invention.
1 shows a configuration of a semiconductor device according to the embodiment. This semiconductor device is a FET (Field Effect Transisto)
r; a field effect transistor), and a buffer layer 31, a base layer 32, and a channel layer 33 made of a group III nitride compound semiconductor are sequentially stacked on a c-plane of a substrate 30 made of sapphire. Buffer layer 3
Numeral 1 has a thickness of, for example, 30 nm and is made of GaN grown at a low temperature and having a crystal structure close to non-crystal. The underlayer 32 has a thickness of, for example, 2 μm and is made of GaN to which no impurities are added. The channel layer 33 is formed, for example, of n-type doped with Si as n-type impurity.
It is composed of type GaN.
【００６４】このチャネル層３３の上には、窒化アルミ
ニウムや二酸化ケイ素などよりなるゲート絶縁膜３４を
介して、白金などよりなるゲート電極３５が形成されて
いる。なお、チャネル層３３は、ゲート電極３５に対応
する領域において厚さが厚くなっている。On the channel layer 33, a gate electrode 35 made of platinum or the like is formed via a gate insulating film 34 made of aluminum nitride, silicon dioxide, or the like. The thickness of the channel layer 33 is increased in a region corresponding to the gate electrode 35.
【００６５】チャネル層３３の上には、また、ゲート電
極３５を挟むようにしてソース電極３６とドレイン電極
３７がそれぞれ形成されており、それぞれ電気的に接続
されている。ソース電極３６およびドレイン電極３７
は、第１の実施の形態におけるｐ側電極１９と同様に、
ニッケルおよび白金よりなる群のうちの少なくとも１種
を含む金属により構成されることが好ましい。ニッケル
や白金は、ＩＩＩ族ナイトライド化合物半導体とのオー
ミック接触を得ることができるからである。例えば、ソ
ース電極３６およびドレイン電極３７は、第１の実施の
形態におけるｐ側電極１９と同様に、ニッケルあるいは
白金よりなる金属層をチャネル層３３の上に形成し、必
要に応じて更にその上に適宜の金属よりなる金属層を積
層し、加熱処理により合金化した構造とされることが好
ましい。A source electrode 36 and a drain electrode 37 are formed on the channel layer 33 so as to sandwich the gate electrode 35, and are electrically connected to each other. Source electrode 36 and drain electrode 37
Is similar to the p-side electrode 19 in the first embodiment.
It is preferable to be made of a metal containing at least one of a group consisting of nickel and platinum. This is because nickel and platinum can obtain ohmic contact with the group III nitride compound semiconductor. For example, similarly to the p-side electrode 19 in the first embodiment, the source electrode 36 and the drain electrode 37 are formed by forming a metal layer made of nickel or platinum on the channel layer 33, and further forming a metal layer thereon if necessary. It is preferable to form a structure in which a metal layer made of an appropriate metal is laminated and alloyed by heat treatment.
【００６６】なお、ソース電極３６およびその近傍にお
けるチャネル層３３の上には、ソース電極３６の密着性
を補強する補強層３８がソース電極３６の少なくとも一
部を覆うように形成されている。また、ドレイン電極３
７およびその近傍におけるチャネル層３３の上にも、ド
レイン電極３７の密着性を補強する補強層３８がドレイ
ン電極３７の少なくとも一部を覆うように形成されてい
る。この補強層３８は、第１の実施の形態におけるコン
タクト用電極２０と同様に、チタンを含む金属など導電
性を有すると共に密着性の良い材料により構成されてい
る。例えば、この補強層３８は、チタンと金とをチャネ
ル層３３の側から順に積層した構造とされることが好ま
しい。なお、この補強層３８は、この半導体素子をパッ
ケージに実装する際の実装用電極（すなわち、ワイヤボ
ンドを打つボンディングパットやパッケージのダイボン
ドする際に半田される電極）ともなる。A reinforcing layer 38 for reinforcing the adhesion of the source electrode 36 is formed on the source electrode 36 and the channel layer 33 near the source electrode 36 so as to cover at least a part of the source electrode 36. Also, the drain electrode 3
A reinforcing layer 38 for reinforcing the adhesiveness of the drain electrode 37 is also formed on the channel layer 33 at and near the drain electrode 37 so as to cover at least a part of the drain electrode 37. Like the contact electrode 20 in the first embodiment, the reinforcing layer 38 is made of a material having conductivity and good adhesion, such as a metal containing titanium. For example, the reinforcing layer 38 preferably has a structure in which titanium and gold are sequentially stacked from the channel layer 33 side. The reinforcing layer 38 also serves as a mounting electrode when the semiconductor element is mounted on a package (that is, a bonding pad for performing a wire bond or an electrode that is soldered when the package is die-bonded).
【００６７】このような構成を有する電界効果型トラン
ジスタは、次のようにして製造することができる。The field effect transistor having such a configuration can be manufactured as follows.
【００６８】まず、例えば、サファイアよりなる基板３
０を用意し、例えば、ＭＯＣＶＤ（Metal Organic Chem
ical Vapor Deposition ）法により原料ガスを供給しつ
つバッファ層３１，下地層３２，チャネル層３３および
ゲート絶縁膜３４をそれぞれ成長させる。次いで、ゲー
ト絶縁膜３４およびチャネル層３３の一部を例えば反応
性イオンエッチング（Reactive Ion Etching；ＲＩＥ）
法により選択的に除去する。続いて、ゲート絶縁膜３４
の上にゲート電極３５を形成すると共に、チャネル層３
３の上に適宜の金属層を選択的に積層して加熱処理する
ことによりソース電極３６とドレイン電極３７を形成す
る。そののち、ソース電極３６およびドレイン電極３８
の上に補強層３８を選択的に形成する。これにより図８
に示した半導体素子となる。First, for example, a substrate 3 made of sapphire
0, for example, MOCVD (Metal Organic Chem
The buffer layer 31, the underlayer 32, the channel layer 33, and the gate insulating film 34 are grown while supplying a source gas by an ical vapor deposition method. Next, a part of the gate insulating film 34 and the channel layer 33 is subjected to, for example, reactive ion etching (RIE).
Method to remove selectively. Subsequently, the gate insulating film 34
A gate electrode 35 on the channel layer 3
The source electrode 36 and the drain electrode 37 are formed by selectively laminating an appropriate metal layer on the substrate 3 and performing heat treatment. After that, the source electrode 36 and the drain electrode 38
The reinforcing layer 38 is selectively formed on the substrate. As a result, FIG.
The semiconductor device shown in FIG.
【００６９】このようにして製造された半導体素子は次
のように作用する。The semiconductor device manufactured as described above operates as follows.
【００７０】この半導体素子では、ゲート電極３５に電
圧を加えるとチャネル層３３を介してソース電極３６と
ドレイン電極３７との間に流れるドレイン電流が変化す
る。ここでは、ソース電極３６およびドレイン電極３７
の少なくとも一部が補強層３８によりそれぞれ覆われて
いるので、ソース電極３６およびドレイン電極３７の密
着性が高くなっており、剥離が防止される。よって、ソ
ース電極３６およびドレイン電極３７のオーミック接触
が確保される。In this semiconductor device, when a voltage is applied to the gate electrode 35, the drain current flowing between the source electrode 36 and the drain electrode 37 via the channel layer 33 changes. Here, the source electrode 36 and the drain electrode 37
Is covered with the reinforcing layer 38, the adhesion between the source electrode 36 and the drain electrode 37 is high, and peeling is prevented. Therefore, ohmic contact between the source electrode 36 and the drain electrode 37 is ensured.
【００７１】このように本実施の形態に係る半導体素子
によれば、ソース電極３６およびドレイン電極３７を補
強層３８によりそれぞれ覆うようにしたので、ソース電
極３６およびドレイン電極３７の密着性をそれぞれ高め
ることができる。よって、ソース電極３６およびドレイ
ン電極３７を良好なオーミック接触を得ることができる
材料（例えばニッケルまたは白金を含む金属）により構
成することができる。従って、接触抵抗を小さくするこ
とができると共に剥離も防止することができ、素子の品
質および信頼性を向上させることができる。As described above, according to the semiconductor device of the present embodiment, the source electrode 36 and the drain electrode 37 are covered with the reinforcing layer 38, respectively, so that the adhesion between the source electrode 36 and the drain electrode 37 is improved. be able to. Therefore, the source electrode 36 and the drain electrode 37 can be made of a material (for example, a metal containing nickel or platinum) capable of obtaining good ohmic contact. Therefore, the contact resistance can be reduced and peeling can be prevented, and the quality and reliability of the element can be improved.
【００７２】また、補強層３８をパッケージに実装する
際の実装用電極としても用いることができるので、新た
に実装用電極を形成する必要がない。すなわち、迅速か
つ簡便に実装を行うことができる。Further, since the reinforcing layer 38 can be used as a mounting electrode when mounting on a package, it is not necessary to newly form a mounting electrode. That is, mounting can be performed quickly and easily.
【００７３】以上、各実施の形態を挙げて本発明を説明
したが、本発明はこれらの各実施の形態に限定されるも
のではなく、種々変形可能である。例えば、上記各実施
の形態においては、半導体レーザやＬＥＤやＦＥＴに本
発明を適用した例を挙げてそれぞれ説明したが、本発明
は、フォトディテクタなどの半導体受光素子や、バイポ
ーラトランジスタなどの半導体電子素子や、その他これ
らを複合した素子など種々の半導体素子に適用すること
ができる。The present invention has been described with reference to the embodiments. However, the present invention is not limited to these embodiments and can be variously modified. For example, in the above embodiments, examples have been described in which the present invention is applied to semiconductor lasers, LEDs, and FETs. However, the present invention is directed to semiconductor light receiving elements such as photodetectors and semiconductor electronic elements such as bipolar transistors. Further, the present invention can be applied to various semiconductor elements such as an element obtained by combining these elements.
【００７４】また、上記各実施の形態においては、半導
体層をＩＩＩ族ナイトライド化合物半導体により構成す
る場合についてそれぞれ説明したが、本発明は、他の半
導体により半導体層が構成される半導体素子についても
適用することができる。In each of the above embodiments, the case where the semiconductor layer is made of a group III nitride compound semiconductor has been described. However, the present invention is also applicable to a semiconductor device having a semiconductor layer made of another semiconductor. Can be applied.
【００７５】更に、上記第４乃至６の実施の形態におい
ては、絶縁層１８とコンタクト用電極２０とによりｐ側
電極１９を覆うようにしたが、コンタクト用電極２０を
設けることなく、絶縁層１８のみでｐ側電極の少なくと
も一部を覆うようにしてもよい。In the fourth to sixth embodiments, the p-side electrode 19 is covered with the insulating layer 18 and the contact electrode 20. However, the insulating layer 18 is not provided with the contact electrode 20. Only the p-side electrode may be covered at least partially.
【００７６】加えて、上記第１乃至６の実施の形態にお
いては、ｐ側電極１９の密着性を向上させる場合につい
てそれぞれ説明したが、ｎ側電極において同様の問題が
生じる場合には、上記各実施の形態と同様の構造をｎ側
電極にも適用することができる。In addition, in the above-described first to sixth embodiments, the case where the adhesion of the p-side electrode 19 is improved has been described. The same structure as that of the embodiment can be applied to the n-side electrode.
【００７７】更にまた、上記第７の実施の形態において
は、チャネル層３３をｐ型の半導体（例えばｐ型Ｇａ
Ｎ）により構成する場合についてそれぞれ説明したが、
チャネル層３３をｎ型の半導体（例えばｎ型ＧａＮ）に
より構成する場合についても同様に本発明を適用するこ
とができる。Further, in the seventh embodiment, the channel layer 33 is formed of a p-type semiconductor (for example, p-type Ga).
N) has been described for each case,
The present invention can be similarly applied to the case where the channel layer 33 is made of an n-type semiconductor (for example, n-type GaN).
【００７８】[0078]
【発明の効果】以上説明したように本発明に係る半導体
素子および半導体発光素子によれば、電極の少なくとも
一部を覆うことにより電極の密着性を補強する補強層を
備えるようにしたので、電極の密着性を高めることがで
き、剥離を防止することができる。特に、オーミック接
触が必要な場合には、電極の構成を密着性とは関係なく
良好なオーミック接触が得られるようにすることがで
き、接触抵抗を小さくすることができると共に剥離も防
止することができる。従って、素子の品質および信頼性
を向上させることができるという効果を奏する。As described above, according to the semiconductor device and the semiconductor light emitting device of the present invention, since the reinforcing layer is provided to cover at least a part of the electrode to reinforce the adhesion of the electrode, the electrode is provided. Can be improved, and peeling can be prevented. In particular, when ohmic contact is required, it is possible to obtain a good ohmic contact irrespective of the adhesiveness of the electrode configuration, to reduce contact resistance and to prevent peeling. it can. Therefore, there is an effect that the quality and reliability of the element can be improved.
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る半導体発光素
子の構成を表す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a semiconductor light emitting device according to a first embodiment of the present invention.
【図２】本発明の第２の実施の形態に係る半導体発光素
子における絶縁層の構成を表す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a configuration of an insulating layer in a semiconductor light emitting device according to a second embodiment of the present invention.
【図３】本発明の第３の実施の形態に係る半導体発光素
子の構成を表す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a semiconductor light emitting device according to a third embodiment of the present invention.
【図４】本発明の第４の実施の形態に係る半導体発光素
子の構成を表す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a semiconductor light emitting device according to a fourth embodiment of the present invention.
【図５】本発明の第５の実施の形態に係る半導体発光素
子の構成を表す断面図である。FIG. 5 is a sectional view illustrating a configuration of a semiconductor light emitting device according to a fifth embodiment of the present invention.
【図６】本発明の第６の実施の形態に係る半導体発光素
子の構成を表す断面図である。FIG. 6 is a sectional view illustrating a configuration of a semiconductor light emitting device according to a sixth embodiment of the present invention.
【図７】図６に示した半導体発光素子の変形例を表す断
面図である。FIG. 7 is a sectional view illustrating a modification of the semiconductor light emitting device shown in FIG.
【図８】本発明の第７の実施の形態に係る半導体素子の
構成を表す断面図である。FIG. 8 is a sectional view illustrating a configuration of a semiconductor device according to a seventh embodiment of the present invention.
【図９】従来の半導体発光素子の構成を表す断面図であ
る。FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a conventional semiconductor light emitting device.
【図１０】従来の他の半導体発光素子の構成を表す断面
図である。FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating a configuration of another conventional semiconductor light emitting device.
１０，３０…基板、１１，３１…バッファ層、１２，３
２…下地層、１３…ｐ側コンタクト層、１４…ｎ型クラ
ッド層、１５…活性層、１６…ｐ型クラッド層、１７…
ｐ側コンタクト層、１８…絶縁層、１８ａ…絶縁性材料
層、１８ｂ…接合層、１９…ｐ側電極、２０…コンタク
ト用電極、２１…ｎ側電極、３３…チャネル層、３４…
ゲート絶縁膜、３５…ゲート電極、３６…ソース電極、
３７…ドレイン電極、３８…補強層10, 30 ... substrate, 11, 31 ... buffer layer, 12, 3
2 ... underlying layer, 13 ... p-side contact layer, 14 ... n-type cladding layer, 15 ... active layer, 16 ... p-type cladding layer, 17 ...
p-side contact layer, 18 insulating layer, 18a insulating material layer, 18b joining layer, 19 p-side electrode, 20 contact electrode, 21 n-side electrode, 33 channel layer, 34 ...
Gate insulating film, 35: gate electrode, 36: source electrode,
37: drain electrode, 38: reinforcing layer
Claims (15)
体素子であって、 前記電極の少なくとも一部を覆うことにより前記電極の
密着性を補強する補強層を備えたことを特徴とする半導
体素子。1. A semiconductor element in which an electrode is provided on a semiconductor layer, comprising: a reinforcing layer that covers at least a part of the electrode to reinforce adhesion of the electrode. element.
記電極と電気的に接続されるコンタクト用電極により構
成されたことを特徴とする請求項１記載の半導体素子。2. The semiconductor device according to claim 1, wherein said reinforcing layer is made of a conductive material and is constituted by a contact electrode electrically connected to said electrode.
実装する際の実装用電極であることを特徴とする請求項
２記載の半導体素子。3. The semiconductor device according to claim 2, wherein said contact electrode is a mounting electrode when mounted on a package.
を含む金属よりなることを特徴とする請求項２記載の半
導体素子。4. The contact electrode is made of titanium (Ti).
3. The semiconductor device according to claim 2, comprising a metal containing:
接触して形成された絶縁層を備えると共に、前記コンタ
クト用電極は少なくとも一部がこの絶縁層の上に形成さ
れていることを特徴とする請求項２記載の半導体素子。5. The semiconductor device according to claim 1, further comprising an insulating layer formed at least partially in contact with said semiconductor layer, wherein said contact electrode is formed at least partially on said insulating layer. 3. The semiconductor device according to claim 2, wherein
縁性材料層と、この絶縁性材料層と前記半導体層との密
着性または前記絶縁性材料層と前記コンタクト用電極と
の密着性を高める接合層とを有していることを特徴とす
る請求項５記載の半導体素子。6. The insulating layer includes an insulating material layer made of an insulating material and an adhesive property between the insulating material layer and the semiconductor layer or an adhesive property between the insulating material layer and the contact electrode. The semiconductor device according to claim 5, further comprising a bonding layer that enhances the resistance.
共に前記補強層を構成することを特徴とする請求項２記
載の半導体素子。7. The semiconductor device according to claim 2, wherein the insulating layer forms the reinforcing layer together with the contact electrode.
の材料よりなる絶縁層により構成されたことを特徴とす
る請求項１記載の半導体素子。8. The semiconductor device according to claim 1, wherein the reinforcing layer is at least partially formed of an insulating layer made of an insulating material.
縁性材料層と、この絶縁性材料層とそれに隣接する層と
の密着性を高める接合層とを有していることを特徴とす
る請求項８記載の半導体素子。9. The method according to claim 1, wherein the insulating layer includes an insulating material layer made of an insulating material, and a bonding layer that enhances adhesion between the insulating material layer and a layer adjacent to the insulating material layer. The semiconductor device according to claim 8, wherein
アルミニウム（Ａｌ），ホウ素（Ｂ）およびインジウム
（Ｉｎ）からなる群のうちの少なくとも１種のＩＩＩ族
元素と窒素（Ｎ）とを含むＩＩＩ族ナイトライド化合物
半導体よりなることを特徴とする請求項１記載の半導体
素子。10. The semiconductor layer is composed of gallium (Ga),
11. A semiconductor device comprising a group III nitride compound semiconductor containing at least one group III element selected from the group consisting of aluminum (Al), boron (B) and indium (In) and nitrogen (N). 2. The semiconductor device according to 1.
ることを特徴とする請求項１０記載の半導体素子。11. The semiconductor device according to claim 10, wherein said semiconductor layer is made of a p-type semiconductor.
白金（Ｐｔ）よりなる群のうちの少なくとも１種を含む
金属よりなることを特徴とする請求項１記載の半導体素
子。12. The semiconductor device according to claim 1, wherein said electrode is made of a metal containing at least one of a group consisting of nickel (Ni) and platinum (Pt).
前記半導体層の上に積層されて加熱処理された構造を有
すると共に、前記金属層のうち最も前記半導体層側の層
はニッケルまたは白金よりなることを特徴とする請求項
１２記載の半導体素子。13. The electrode has a structure in which at least one metal layer is laminated on the semiconductor layer and heat-treated, and a layer of the metal layer closest to the semiconductor layer is made of nickel or platinum. 13. The semiconductor device according to claim 12, wherein:
またはドレイン電極であることを特徴とする請求項１記
載の半導体素子。14. The semiconductor device according to claim 1, wherein said electrode is a source electrode or a drain electrode of a transistor.
くとも第１導電型クラッド層，活性層および第２導電型
クラッド層がそれぞれ形成されると共に、第１導電型ク
ラッド層および第２導電型クラッド層に対して電極がそ
れぞれ電気的に接続された半導体発光素子であって、 前記電極の少なくとも一方において、その少なくとも一
部を覆うことにより前記電極の密着性を補強する補強層
を備えたことを特徴とする半導体発光素子。15. At least a first conductivity type cladding layer, an active layer and a second conductivity type cladding layer are respectively formed by a plurality of stacked semiconductor layers, and the first conductivity type cladding layer and the second conductivity type cladding layer. A semiconductor light-emitting element in which electrodes are electrically connected to each other, wherein at least one of the electrodes includes a reinforcing layer that covers at least a part of the electrodes to reinforce adhesion of the electrodes. Semiconductor light emitting device.
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