JPH11284226A

JPH11284226A - 半導体発光素子

Info

Publication number: JPH11284226A
Application number: JP10006598A
Authority: JP
Inventors: Toshiro Fukuya; 俊郎福家; Koji Otsuka; 康二大塚
Original assignee: Sanken Electric Co Ltd
Current assignee: Sanken Electric Co Ltd
Priority date: 1998-03-27
Filing date: 1998-03-27
Publication date: 1999-10-15
Anticipated expiration: 2018-03-27
Also published as: JP3987956B2

Abstract

(57)【要約】【課題】窒化ガリウム系化合物を使用した青色発光ダ
イオードを安価且つ高性能に製造することが困難であっ
た。【解決手段】高不純物濃度のｎ⁺形シリコンから成る
基板１１の上にＴｉから成る第１の金属層１２、Ｐｔか
ら成る第２の金属層１３、ｎ形ＧａＮから成る半導体領
域１４、ｐ形ＩｎＧａＮから成る活性層１５、ｐ形Ｇａ
Ｎから成る半導体領域１６を順次にエピタキシャル成長
させる。ｐ形半導体領域１６の上面中央にアノード電極
１８を設ける。低抵抗性基板１１の下面全体にカソード
電極１９を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は窒化ガリウム系化合
物半導体を用いた半導体発光素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＧａＮ、ＧａＡｌＮ、ＩｎＧａＮ、Ｉｎ
ＧａＡｌＮ等の窒化ガリウム系化合物半導体を用いた青
色発光素子（青色発光ダイオード）は公知である。この
種の発光素子は、一般に窒化ガリウム系化合物半導体が
サファイアから成る絶縁性基板上に形成されており、一
対の電極が素子の上面に配置された構造を有する。即
ち、従来の発光素子は図１に示すように、サファイアか
ら成る絶縁性基板１、この絶縁性基板１の一方の主面
（上面）に周知のエピタキシャル成長法によって形成さ
れた窒化ガリウム系化合物半導体（例えばＧａＮ）から
成るｎ形半導体領域２、このｎ形半導体領域２の上にエ
ピタキシャル成長法によって形成された窒化ガリウム系
化合物半導体（例えばＩｎＧａＮ）から成る活性層３、
及びこの活性層３の上にエピタキシャル成長法によって
形成されたＰ形半導体領域４を備えた半導体基体５と、
この半導体基体５の一方の主面（上面）においてｎ形半
導体領域２に接続されたカソード電極６と、ｐ形半導体
領域４に電気的に接続されたアノード電極７とから成
る。図１の発光素子は絶縁性基板１の他方の主面（下
面）が回路基板やリードフレームに固着され、活性層３
にて生じた光は半導体基体５の一方の主面側に導かれ、
この一方の主面のうち電極６、７の形成されていない領
域から外部に放出される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、図１の発光
素子は周知のように多数の素子の作り込まれたウエハを
ダイシング、スクライビング、へき開等によって切り出
して製作される。この時、サファイアから成る絶縁性基
板１は硬度が高いため、このダイシングを良好に且つ生
産性良く行うことが困難であった。また、サファイアは
高価であるため、材料コストの面においても問題があっ
た。また、サファイアから成る基板１は絶縁体であるた
め、上記のように半導体基体５の一方の主面に一対の電
極６、７を形成しなければならず、半導体基体５の面積
（チップ面積）が比較的大きくなり、その分コストが高
くなった。また、図１の発光素子では、ｎ形半導体領域
２の水平方向に電流を流すことになるが、このｎ形半導
体領域２は厚さが４〜５μｍ程度の肉薄層であるため水
平方向における電流通路の抵抗はかなり大きなものとな
り、図１の発光素子では、消費電力及び動作電圧が比較
的大きくなった。更に、このｎ形半導体領域２の電流通
路となる肉薄部分はこの上面に形成された活性層３及び
ｐ形半導体領域４をエッチングによって削り取って形成
されるため、エッチングの精度を考慮してｎ形半導体領
域２は予め若干肉厚に形成しておく必要があり、ｎ形半
導体領域２のエピタキシャル成長の時間が長くなり、生
産性、コスト面で不利である。また、図１の発光素子に
おいて、絶縁性基板１の代りにシリコンカーバイド（Ｓ
ｉＣ）から成る導電性基板を用いた発光素子が知られて
いる。この発光素子によれば電流を半導体基体５の縦方
向に流すことができるため、電極６を基体５の下面に形
成でき、またｎ形半導体領域２を上面に露出するために
基体５の一部を除去する必要もない。このため、図１の
発光素子に比べると、チップ面積の縮小が図られるこ
と、へき開によりウエハの分離が簡単化する等の利点は
あるが、ＳｉＣはサファイアよりも一段と高価であるた
め低コスト化は更に困難である。また、ＳｉＣ基板とそ
の上のｎ形半導体領域との低抵抗接触を良好に形成でき
ず、消費電力及び動作電圧は図１の発光素子と同様に比
較的高い。

【０００４】そこで、本発明の目的は、生産性、コス
ト、性能の向上を図ることができる半導体発光素子を提
供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決し、上記
目的を達成するための本発明は、低抵抗性基板と、前記
低抵抗性基板の一方の主面上に形成された金属層と、前
記金属層の上に形成されており且つ窒化ガリウム又は窒
素とガリウムを含む窒化ガリウム系化合物から成る第１
の導電形の第１の半導体領域と、前記第１の半導体領域
の上に形成されており且つ窒化ガリウム又は窒素とガリ
ウムを含む窒化ガリウム系化合物から成り且つ前記第１
の導電形と反対の第２の導電形を有している第２の半導
体領域と、前記第２の半導体領域の表面の一部に形成さ
れた第１の電極と、前記低抵抗性基板の他方の主面に形
成された第２の電極とを備えていることを特徴とする半
導体発光素子に係わるものである。なお、請求項２に示
すように、金属層、第１及び第２の半導体領域を抵抗性
基板上にそれぞれの結晶方位を配向させて成長させたも
のとすることが望ましい。また、請求項３に示すように
低抵抗性基板は半導体基板であることが望ましい。ま
た、請求項４に示すように低抵抗性基板は、単結晶のＳ
ｉとすることが望ましい。また、請求項５に示すように
金属層はＰｔ、Ｉｒ、Ｏｓ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｒｕから選択
された少なくとも１種から成る層であることが望まし
い。また、請求項６に示すように金属層を第１及び第２
の金属層の積層体とすることが望ましい。また、請求項
７に示すように第１の金属層をＴｉ層、第２の金属層を
Ｐｔ層とすることが望ましい。また、請求項８に示すよ
うに第２の半導体領域と第１の半導体領域との間に活性
層を含むことが望ましい。また、請求項９に示すように
金属層をスパッタリング法で形成し、第１及び第２の半
導体領域をＭＯＣＶＤ法で形成することが望ましい。

【０００６】

【発明の効果】各請求項の発明によれば、発光部を構成
する第１及び第２の半導体領域が、低抵抗性基板と金属
層とによって支持されているので、第２の半導体領域と
第２の電極との間を低抵抗化することができ、消費電力
の低減及び動作電圧の低減が可能になる。また、第１及
び第２の半導体領域において低抵抗性基板の方向に放射
された光は、金属層によって第２の半導体領域の表面側
に向うように反射されるので、光取り出しを良好に行う
ことができる。また、金属層は第１の半導体領域に対し
て低抵抗接触するので、消費電力及び動作電圧を低減す
ることができる。また、請求項２の発明によれば、第１
及び第２の半導体領域の結晶性劣化を防ぐことができ
る。また、請求項３及び４の発明によれば、第１及び第
２の半導体領域の結晶を低抵抗性基板上にその結晶方位
を配向させて成長させることが容易になる。また、請求
項５、６及び７によれば、金属層、第１及び第２の半導
体領域を抵抗性基板上にその結晶方位を配向させて形成
することが容易になる。また、請求項８の発明によれ
ば、活性層によって発光効率を高めることができる。ま
た、請求項９の発明によれば、金属層、第１及び第２の
半導体領域の結晶性が良好になる。

【０００７】

【実施形態及び実施例】次に、図２及び図３を参照して
本発明の実施形態及び実施例に係る半導体発光素子とし
ての窒化ガリウム系化合物半導体青色発光ダイオードを
説明する。図２及び図３に示す本発明の実施例に従う青
色発光ダイオードは、シリコン半導体から成る低抵抗性
半導体基板（以下、低抵抗性基板という）１１、Ｔｉ
（チタン）から成る第１の金属層１２、Ｐｔ（白金）か
ら成る第２の金属層１３、ＧａＮ（窒化ガリウム）から
成る第１の半導体領域としてのｎ形半導体領域１４、ｐ
形のＩｎＧａＮ（窒化ガリウムインジウム）から成る活
性層１５、及び第２の半導体領域のとしてのＧａＮ（窒
化ガリウム）から成るｐ形半導体領域１６を順次に積層
した構成の板状基体１７と、この基体１７の一方の主面
（上面）即ちｐ形半導体領域１６に電気的に接続された
アノード電極１８と、基体１７の他方の主面（下面）即
ち低抵抗性基板１１に電気的に接続されたカソード電極
１９とを備えている。なお、第１及び第２の金属層１
２、１３、ｎ形半導体領域１４、活性層１５、及びｐ形
半導体領域１６は低抵抗性基板１１の上に順次にそれぞ
れの結晶方位を配向させて成長させたものである。

【０００８】低抵抗性基板１１は、ｎ形導電形不純物と
して例えばＡｓ（ヒ素）が５×１０¹⁸ｃｍ^-3〜５×１０
¹⁹ｃｍ^-3程度の高濃度で導入された（１１１）面のｎ⁺
形のシリコン単結晶基板から成り、その抵抗率は０．０
０１Ω・ｃｍ〜０．０１Ω・ｃｍ程度であって、実質的
に導電体と呼ぶこともできるものである。従って、この
低抵抗性基板１１と後述する第１及び第２の金属層１
２、１３とカソード電極１９とを合せて発光ダイオード
のカソード電極として機能する。なお、本実施例ではｐ
形半導体領域１４、活性層１５及びｐ形半導体領域１６
から成る発光部の支持体として機能するように低抵抗性
基板１１の厚みを約３５０μｍに設定した。

【０００９】低抵抗性基板１１の一方の主面全体を被覆
するように設けられた第１の金属層１２と第２の金属層
１３はそれぞれ周知のスパッタリング法を用いて順次Ｔ
ｉ（チタン）とＰｔ（白金）を堆積付着して形成した金
属薄膜であり、第１の金属層１２は低抵抗性基板１１の
一方の主面に対して低抵抗接触している。ここで一般に
ＴｉやＰｔから成る金属薄膜はスパッタリング法以外の
方法例えば電子ビームを用いた真空蒸着法等によっても
形成することができる。しかし、スパッタリング法以外
のこれらの形成法では、第１及び第２の金属層１２、１
３を低抵抗性基板１１の上面にその結晶の配向性を揃え
て形成することが困難であるため、スパッタリングに比
べて好ましくない。即ち、スパッタリング法によれば、
単結晶シリコンから成る低抵抗性基板１１の上面にこの
単結晶シリコンの結晶方位に対して第１及び第２の金属
層１２、１３の結晶方位を揃える形で第１及び第２の金
属層１１、１２を成長させることが可能である。このよ
うに、第１及び第２の金属層１２、１３の結晶の配向性
を揃えることは、この上面に形成するｎ形半導体領域１
４等も同様に結晶方位を揃えて成長させる上で極めて重
要である。一方、スパッタリング法以外の方法では、第
１及び第２の金属層１２、１３をこのように低抵抗性基
板１１の上面に結晶方位を揃えて形成することが困難で
あり、本実施例の青色発光ダイオードを製作するにあた
ってはあまり好ましくない。なお、周知のラビング法を
用いれば即ち低抵抗性基板１１の上面を一定方向にこす
ってからこの上面に金属層１２、１３を成長させる方法
によれば、第１及び第２の金属層１２、１３を電子ビー
ムを用いた真空蒸着法等で形成しても比較的その配向性
を揃えることができる。しかしながら、この場合、第１
及び第２の金属層１２、１３を下側の単結晶シリコンの
結晶方位を良好に引きついで形成できないためその上方
に良質な結晶の半導体領域を成長させることが困難であ
る。また、ラビング工程が増加する等の理由からスパッ
タリング法に比べると利点は少ない。なお、本実施例で
は、第１の金属層１２の厚みを２５〜５００オングスト
ローム、第２の金属層１３の厚みを５００〜２０００オ
ングストロームに設定した。

【００１０】第２の金属層１３の上面に設けられたｎ形
半導体１４、活性層１５及びｐ形半導体領域１６は周知
のＭＯＣＶＤ法（有機金属化学気相成長方法）によって
順次連続的に形成されたものである。即ち、上面に第１
及び第２の金属層１２、１３の形成された低抵抗性基板
１１をＭＯＣＶＤ装置の反応室内に配置して、反応室内
にまずトリメチルガリウムガス（以下、ＴＭＧガスとい
う）、ＮＨ3 （アンモニア）ガス、ＳｉＨ4 （シラン）
ガスを供給して第２の金属層１３の上面にｎ形半導体領
域１４を形成する。ここで、シランガスは形成膜中にｎ
形不純物としてのＳｉを導入するためのものである。本
実施例では金属層１２、１３の形成された低抵抗性基板
１１の加熱温度を１０４０℃とした後、ＴＭＧガスの流
量即ちＧａの供給量を約４．３μmol ／分、ＮＨ₃ガス
の流量即ちＮＨ₃の供給量を約５３．６ｍmol ／分、シ
ランガスの流量即ちＳｉの供給量を約１．５ｎmol ／分
とした。また、本実施例では、ｎ形半導体領域１４の厚
みを約２μｍとした。図１の従来の発光ダイオードのｎ
形半導体領域２の厚みは約４．０〜５．０μｍであるか
ら、これに比べて図２の本実施例のｎ形半導体領域１４
はかなり肉薄に形成されている。また、ｎ形半導体領域
１４の不純物濃度は約３×１０¹⁸ｃｍ^-3であり、低抵抗
性基板１１の不純物濃度よりは十分に低い。尚、本実施
例によれば金属層１３の触媒効果により、比較的低温で
成長させる緩衝層を介さずに比較的高温でこのｎ形半導
体層１４を金属層１３の上面に直接に形成することが可
能になる。

【００１１】続いて、低抵抗性基板１１の加熱温度を８
００℃とし、反応室内にＴＭＧガス、アンモニアガスに
加えてトリメチルインジウムガス（以下、ＴＭＩガスと
いう）とビスシクロペンタジェニルマグネシウムガス
（以下、Ｃｐ₂Ｍｇガスという）を供給してｎ形半導体
領域１４の上面にｐ形ＩｎＧａＮから成る活性層１５を
形成する。ここで、Ｃｐ₂Ｍｇガスは形成膜中にｐ形導
電形の不純物としてのＭｇを導入するためのものであ
る。本実施例では、ＴＭＧガスの流量を約１．１μmol
／分、ＮＨ₃ガスの流量を約６７ｍmol ／分、ＴＭＩガ
スの流量即ちＩｎの供給量を約４．５μmol ／分、Ｇｐ
₂Ｍｇガスの流量即ちＭｇの供給量を約１２ｎmol ／分
とした。また、活性層１５の厚みは図１の発光ダイオー
ドの活性層３の厚みと同様に約２０オングストロ−ムと
した。なお、活性層１５の不純物濃度は約３×１０¹⁷ｃ
ｍ^-3である。

【００１２】続いて、低抵抗性基板１１の加熱温度を１
０４０℃とし、反応室内にＴＭＧガス、アンモニアガス
及びＣｐ₂Ｍｇガスを供給して活性層１５の上面にｐ形
ＧａＮから成るｐ形半導体領域１６を形成する。本実施
例では、この時のＴＭＧガスの流量を約４．３μmol ／
分、アンモニアガスの流量を約５３．６μmol ／分、Ｃ
ｐ₂Ｍｇガスの流量を約０．１２μmol ／分とした。ま
た、ｐ形半導体領域１６の厚みは図１の発光ダイオード
のｐ形半導体領域４の厚みと同様に約０．５μｍとし
た。なお、ｐ形半導体領域１６の不純物濃度は約３×１
０¹⁸ｃｍ^-3である。

【００１３】上記のＭＯＣＶＤ成長方法によれば、第１
及び第２の金属層１２、１３の上面にこの金属層の結晶
方位に対してｎ形半導体領域１４、活性層１５及びｐ形
半導体領域１６の結晶方位を揃えて形成することができ
る。単結晶シリコン基板から成る低抵抗性基板１１の結
晶方位を良好に引き継いでいる金属層１２、１３の上に
これを核としてｎ形半導体領域１４、活性層１５及びｐ
形半導体領域１６が順次にエピタキシャル成長される。
なお、ｎ形半導体領域１４は金属層１３と低抵抗接触し
ている。

【００１４】第１の電極としてのアノード電極１８は、
例えばニッケルと金を周知の真空蒸着法等によって半導
体基体１７の上面に付着させることによって形成し、ｐ
形半導体領域１６の表面に低抵抗接触させる。このアノ
ード電極１８は図３に示すように円形の平面形状を有し
ており、半導体基体１７の上面のほぼ中央に配置されて
いる。半導体基体１７の上面のうち、アノード電極１８
の形成されていない領域２０は、光取り出し領域として
機能する。

【００１５】第２の電極としてのカソード電極１９は、
半導体基体１７の上面に形成せずに、例えばチタンとア
ルミニウムを周知の真空蒸着法等によって半導体基体１
７の下面に形成し、低抵抗性基板１１の下面全体に低抵
抗接触させる。

【００１６】図２の青色発光ダイオードを外部装置に取
付ける時には、例えばカソード電極１９を回路基板等の
外部電極に対して半田又は導電性接着剤で固着し、アノ
ード電極１８を周知のワイヤボンディング方法によって
外部電極に対してワイヤで電気的に接続する。

【００１７】まず、本実施例の青色発光ダイオードで
は、サファイアに比べて著しく低コストであり加工性も
良いＳｉから成る基板を用い、且つそのチップ面積が小
さくなっていることに加えてｎ形半導体領域１４の肉薄
化も図られていることから材料コストと生産コストの削
減が高水準に達成される。このため、従来では他の発光
ダイオードに比べて高価であったＧａＮ系発光ダイオー
ドのコストの著しい低減が可能となるという利点を有す
る。また、アノード電極１８とカソード電極１９との間
に、アノード電極１８の電位がカソード電極１９の電位
よりも高い電圧（順方向電圧）を印加すると、アノード
電極１８とカソード電極１９との間に半導体基体１７の
厚み方向（縦方向）に順方向電流が流れる。このため、
図１の従来の発光ダイオードにおいてｎ形半導体領域２
で水平方向に流れた電流成分に相当するものが、図２の
ｎ形半導体領域１４に生じない。また、アノード電極１
８が半導体基体１７の上面のほぼ中央に配置されてお
り、カソード電極１９が半導体基体１７の下面の全面に
形成されているため、アノード電極１８からカソード電
極１９に流れる電流の経路を半導体基体１７の側面側に
まで広げることができる。この結果、消費電力及び動作
電圧を小さくすることが可能となる。更に、本実施例の
青色発光ダイオードでは、金属層１２、１３が反射板と
して機能すること等から光の外部取り出しが良好にな
り、発光輝度の向上も図１の発光ダイオ−ドに比べて遜
色なく実現されている。上記の作用効果を更に詳細に説
明する。図２の発光ダイオードのアノード電極１８とカ
ソード電極１９との間に順方向電圧を印加すると、活性
層１５にはそれぞれｐ形半導体領域１６からはホール、
ｎ形半導体領域１４からは電子が注入され、これらキャ
リアの再結合によって発光が生じる。活性層１５で生じ
た光は半導体基体１７の上面側即ちｐ形半導体領域１６
側と、半導体基体１７の下面側即ちｎ形半導体領域１４
側とに放射され、半導体基体１７の上面側に放射された
光は半導体基体１７の上面に形成された光取り出し領域
２０を通じて外部に放出される。また、活性層１５の下
方にはその全体にわたって金属層１２、１３が配置され
ており、この金属層１２、１３が活性層１５から半導体
基体１７の下面側に放射された光に対する反射板として
機能する。このため、活性層１５から下方に放射された
光を活性層１５に近い位置で上方に反射させることがで
き、減衰を最小限に抑えて光を効率よく半導体基体１７
の上面側に導いて素子外部に導出させることができる。
以上により、本実施例の青色発光ダイオードによれば、
光吸収性を有するシリコンから成る低抵抗性基板１１を
使用したにもかかわらず、所望の発光輝度を得ることが
できる。また、実施例の青色発光ダイオ−ドによれば、
熱膨張係数の異なるシリコンから成る抵抗性基板１１と
ＧａＮから成る半導体領域１４、１５、１６との間に金
属層１２、１３が介在し、これが緩衝材として機能する
ため、熱膨張係数差に起因するクラックが半導体領域１
４、１５、１６に生じることも防止される。

【００１８】上述から明らかなように本実施例の青色発
光ダイオードは次の効果を有する。（１）コストパフォーマンスに優れている。（２）生産性に優れている。（３）消費電力及び動作電圧を低くすることができ
る。

【００１９】

【変形例】本発明は上述の実施例に限定されるものでな
く、例えば次のような変形が可能なものである。（１）Ｔｉから成る第１の金属層１２は省略すること
ができる。しかしながら、Ｐｔから成る第２の金属層１
３と低抵抗性基板１１との密着性を良好にするためには
Ｔｉから成る第１の金属層１２を介在させるのが望まし
い。（２）低抵抗性基板１１の一方の主面上に形成される
金属層１３はＰｔ以外の金属から形成されていてもよ
い。例えばＰｔ以外のＩｒ（イリジウム）、Ｏｓ（オス
ミウム）、Ｐｄ（パラジウム）、Ｒｈ（ロジウム）、Ｒ
ｕ（ルテニウム）等の白金属元素によって形成すること
ができる。これらの白金属元素はＧａＮ系半導体よりも
熱膨張係数が大きいため、ＧａＮ系半導体にクラックを
発生させることがなく、またＧａＮを成長する高温下で
も安定であるから、これを使用すると本発明の効果を良
好に得ることができる。（３）低抵抗性基板１１をシリコン以外のＧａＰ、Ａ
ｌＩｎＰ、ＺｎＳｅ、ＺｎＳ、ＡｌＧａＩｎＰ等の化合
物半導体で形成してもよい。（４）図２の発光素子において第１の導電形がｎ形、
第２の導電形がｐ形であるが、これを逆にしてもよい。
即ち、低抵抗性基板１１、ｎ形半導体領域１４、活性層
１５、ｐ形半導体領域１６の導電形を反転してもよい。
この場合、水素吸蔵の性質をもつ白金属元素がＰ形半導
体の水素によるキャリアの不活性化を抑制するため、成
長後の電子ビ−ム照射や熱処理等を行わなくても、Ｐ型
半導体結晶を良好に得ることができる利点がある。ま
た、図２のｐ形半導体領域１６の代りにｎ形ＧａＮを形
成すると、ｎ形ＧａＮはｐ形ＧａＮに比べてキャリア移
動度が極めて大きいので、電流通路を素子の外周側にま
で広げることができ、発光領域を広げることができる。（５）金属層１３の厚みは下側のシリコン単結晶の低
抵抗性基板１１の結晶方位を上側のｎ形半導体領域１４
に良好に伝達できるように５００〜２０００オングスト
ロームの範囲に設定するのが望ましい。５００オングス
トロームより薄いと金属層１３が半導体領域１４の成長
のための核となって上側の半導体領域１４に下側の単結
晶シリコンの結晶方位を良好に伝えることが難しくな
り、一方、２０００オングストロームよりも厚くなる
と、金属層１３内の結晶方位が下側の単結晶シリコンの
方位と一致しなくなるため、同様に上側の半導体領域１
４に結晶方位を良好に伝達できなくなる。（６）第１の半導体領域としてのｎ形半導体領域１４
を不純物濃度や材料の異なる複数の層にすること、及び
ｐ形半導体領域１６を不純物濃度や材料の異なる複数の
層にすることができる。また、アノード電極１８の下に
オーミック接触を良好にするための半導体領域を形成す
ることができる。（７）活性層１５の導電形を第１の半導体領域１４の
導電形と同じにすることもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の発光ダイオードを示す断面図である。

【図２】本発明の実施例の発光ダイオードを示す中央縦
断面図である。

【図３】図２の発光ダイオードの斜視図である。

【符号の説明】

１１シリコン単結晶から成る低抵抗性基板１２、１３第１及び第２の金属層１４ｎ形半導体領域１５活性層１６ｐ形半導体領域１７基体１８アノード電極１９カソード電極

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】低抵抗性基板と、前記低抵抗性基板の一方の主面上に形成された金属層
と、前記金属層の上に形成されており且つ窒化ガリウム又は
窒素とガリウムを含む窒化ガリウム系化合物から成る第
１の導電形の第１の半導体領域と、前記第１の半導体領域の上に形成されており且つ窒化ガ
リウム又は窒素とガリウムを含む窒化ガリウム系化合物
から成り且つ前記第１の導電形と反対の第２の導電形を
有している第２の半導体領域と、前記第２の半導体領域の表面の一部に形成された第１の
電極と、前記低抵抗性基板の他方の主面に形成された第２の電極
とを備えていることを特徴とする半導体発光素子。
【請求項２】前記金属層、前記第１の半導体領域、及
び前記第２の半導体領域は前記低抵抗性基板上にそれぞ
れの結晶方位を配向させて成長させたものであることを
特徴とする請求項１記載の半導体発光素子。
【請求項３】前記低抵抗性基板は前記第１の半導体領
域よりも高い不純物濃度を有する半導体基板であること
を特徴とする請求項１又は２記載の半導体発光素子。
【請求項４】前記低抵抗性基板は、単結晶のＳｉであ
ることを特徴とする請求項１又は２又は３記載の半導体
発光素子。
【請求項５】前記金属層はＰｔ、Ｉｒ、Ｏｓ、Ｐｄ、
Ｒｈ、Ｒｕから選択された少なくとも１種から成る層で
あり、前記第１の半導体領域に低抵抗接触していること
を特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の半導体
発光素子。
【請求項６】前記金属層は、互いに積層された第１の
金属層と第２の金属層とから成り、前記第１の金属層は
前記低抵抗性基板と前記第２の金属層との間に介在して
両者の接着性を高める金属から成り、前記第２の金属層
は前記第１の半導体領域と前記第１の金属層との間に配
置され且つ前記第１の半導体領域に対して低抵抗接触す
る金属から成ることを特徴とする請求項１乃至４のいず
れかに記載の半導体発光素子。
【請求項７】前記第１の金属層はＴｉ層であり、前記
第２の金属層はＰｔ層であることを特徴とする請求項６
記載の半導体発光素子。
【請求項８】前記第２の半導体領域と前記第１の半導
体領域との間に活性層が介在していることを特徴とする
請求項１乃至７のいずれかに記載の半導体発光素子。
【請求項９】前記金属層はスパッタリング法で形成さ
れた層であり、前記第１及び第２の半導体領域はＭＯＣ
ＶＤ方法（有機金属化学気相成長法）で形成された層で
あることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載
の半導体発光素子。