JPH1187772A - 半導体発光素子用の電極 - Google Patents

半導体発光素子用の電極

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JPH1187772A
JPH1187772A JP23611797A JP23611797A JPH1187772A JP H1187772 A JPH1187772 A JP H1187772A JP 23611797 A JP23611797 A JP 23611797A JP 23611797 A JP23611797 A JP 23611797A JP H1187772 A JPH1187772 A JP H1187772A
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JP
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semiconductor
metal
layer
light emitting
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Hisayuki Miki
久幸 三木
Noritaka Muraki
典孝 村木
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Showa Denko KK
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 良好な発光効率を示し簡便に作製可能な半導
体発光素子用の電極を提供する。 【解決方法】 半導体上に形成した透光性の第１の電極
とワイヤボンディング用の第２の電極よりなる半導体発
光素子用の電極において、第２の電極において半導体に
接触する金属材料は、第１の電極において半導体に接触
する金属材料よりも、半導体に対する単位面積当たりの
接触抵抗が高いものとする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体発光素子に
用いられる電極に係わり、特に透光性の薄膜電極とワイ
ヤボンディング用のパッド電極からなる半導体発光素子
用の電極に関する。
【０００２】
【従来の技術】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、種々の酸化物基板や 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。
【０００３】サファイア基板等の電気的に絶縁体である
基板を用いた素子では、ＧａＡｓ、ＧａＰ等の半導体基
板を使用した III−Ｖ族化合物半導体材料とは異なり、
基板裏面に電極を設けることができない。よって、正、
負一対の電極を発光素子の同じ面に形成する必要があ
る。また、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。これらの特性のため電極を形成して通電発光
させた場合でも、発光領域は電極直下に限定され電極の
周囲には広がりにくく、透光性の電極を用いて発光を電
極を通して上方に取り出す技術が開示されている（特開
平６−３１４８２２）。
【０００４】上記の様な電極は、一般に透光性の薄膜電
極とこれに導通しワイヤを結線することが可能なパッド
電極とから構成される。すなわち、透光性の薄膜電極
は、電極直下で発生した発光を電極を通して外部に取り
出すことを目的として、薄く形成された金属の単層薄膜
や、その上に保護層として形成された透光性の金属酸化
物などを含む多層膜として作製される。しかし、透光性
を発現する程度の膜厚とした金属薄膜はワイヤボンディ
ングの際の衝撃に耐えられないし、金属酸化物は一般に
金線との密着性が悪く、第１の電極を直接超音波式のワ
イヤボンダーで結線することは不可能である。
【０００５】そのため、ワイヤボンディングができる様
な厚い金属からなるワイヤボンディング用のパッド電極
を形成してここに金線を結線し、このパッド電極と透光
性の薄膜電極を導通させて、透光性の薄膜電極に電流を
導入する構造が一般的である。
【０００６】しかし、上記のパッド電極は通常ボンディ
ング時の衝撃を緩和するために１μｍ程度の厚い膜厚で
形成されるため透光性を持たず、パッド電極の直下で発
生した発光はパッド電極に遮られて外部に取り出すこと
ができない。従って、パッド電極の直下の部分の半導体
には電流を注入せず、その分の電流を透光性の電極に流
すような構造とすることが半導体発光素子の発光輝度の
向上につながる。
【０００７】これまでに、上記のように流れる電流を効
率良く利用する目的で、パッド電極直下に電流を流さな
いようにする技術として、パッドの下に酸化シリコン層
を用いたり、ｐ型化処理を行わない領域を残したり、ア
ニールを行ったり、イオン注入などの手法によって、高
抵抗化領域を設けるとする技術が公開されている（特開
平８−２５０７６８）。また同様に、耐久性の低下や電
極付近の劣化を防ぎ、流れる電流を効率良く利用するた
めに、パッド電極の下に酸化シリコンや窒化シリコンな
どからなる高抵抗層を設けるとした技術が公開されてい
る（特開平８−２５０７６９）。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】前述のように、透光性
の薄膜電極とワイヤボンディング用のパッド電極からな
る透光性電極においては、パッド電極直下の半導体には
電流を注入せず、その分の電流を透光性の薄膜電極に流
通させることで、半導体発光素子に導入した電流を効率
よく光信号に変換して取り出すことができる。
【０００９】しかしながら、パッドの直下に酸化シリコ
ンや窒化シリコンの高抵抗膜を形成するためには、一般
のフォトリソグラフィーによるパターニングや、高抵抗
膜を形成するプラズマＣＶＤ処理等の手順を踏まなくて
はならず、プロセスが複雑であり長時間を要していた。
同様に、パッド直下に高抵抗化領域を設ける技術におい
ても、一般のフォトリソグラフィーによるパターニング
や、イオン注入やアニールの作業を行うことが必要であ
る。また、パッド下にｐ型化処理を施さない領域を残す
ためにも、フォトリソグラフィーによるパターニングを
行う必要があり、プロセスは複雑かつ長時間となってい
た。
【００１０】従って本発明の目的は、発光の取り出し用
の透光性電極とワイヤボンディング用のパッド電極とを
有する電極において、発光の効率的な取り出しを目的と
したパッド電極直下の半導体に電流を注入しないような
電極構造であって、高抵抗膜を形成するプラズマＣＶＤ
処理やイオン注入あるいはアニールの作業を必要とせ
ず、より簡単で短時間のプロセスで作製することができ
る電極構造を開発することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
（１）本発明は、半導体上に形成した透光性の第１の電
極とワイヤボンディング用の第２の電極よりなる半導体
発光素子用の電極において、第２の電極において半導体
に接触する金属材料は、第１の電極において半導体に接
触する金属材料よりも、半導体に対する単位面積当たり
の接触抵抗が高いことを特徴とする半導体発光素子用の
電極である。
【００１２】（２）特に本発明は、上記（１）の半導体
発光素子用の電極において、前記半導体がｐ型半導体で
あり、前記第２の電極において該ｐ型半導体と接触する
金属が、Ｔｌ、Ｉｎ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ａｌ、Ａｇ、Ｓｎ、
ＡｕＢｅ、ＡｕＺｎ、ＡｕＭｇ、ＡｌＳｉ、ＴｉＳｉ、
ＴｉＢｅから選ばれた少なくとも１種類の金属或いは合
金であることを特徴とする。 （３）また特に本発明は、上記（２）の半導体発光素子
用の電極において、前記半導体がｐ型半導体であり、前
記第２の電極において該ｐ型半導体と接触する金属が、
Ｔｉ、Ａｌ、ＡｕＢｅから選ばれた少なくとも１種類の
金属或いは合金であることを特徴とする。 （４）また本発明は、上記（１）〜（３）の半導体発光
素子用の電極において、前記半導体がｐ型半導体であ
り、前記第１の電極において該ｐ型半導体と接触する金
属が、Ａｕ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｗから選ばれた
少なくとも１種類の金属であることを特徴とする。
【００１３】（５）また本発明は、前記（１）の半導体
発光素子用の電極において、前記半導体がｎ型半導体で
あり、前記第２の電極において該ｎ型半導体と接触する
金属が、Ａｕ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｗ、ＡｕＢ
ｅ、ＡｕＺｎ、ＡｕＭｇ、ＡｌＳｉ、ＴｉＳｉ、ＴｉＢ
ｅから選ばれた少なくとも１種類の金属或いは合金であ
ることを特徴とする。 （６）また特に本発明は、上記（５）の半導体発光素子
用の電極において、前記半導体がｎ型半導体であり、前
記第２の電極において該ｎ型半導体と接触する金属が、
Ｎｉ、Ｃｒ、Ｗから選ばれた少なくとも１種類の金属で
あることを特徴とする。 （７）また本発明は、上記（１）（５）（６）の半導体
発光素子用の電極において、前記半導体がｎ型半導体で
あり、前記第１の電極において該ｎ型半導体と接触する
金属が、Ｔｌ、Ｉｎ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ａｌ、Ａｇ、Ｓｎか
ら選ばれた少なくとも１種類の金属或いは合金であるこ
とを特徴とする。
【００１４】（８）また本発明は、上記（１）〜（７）
の半導体発光素子用の電極において、前記第２の電極
を、異なる金属または合金の少なくとも２層以上からな
る多層構造として形成することを特徴とする。 （９）特に本発明は、上記（８）の半導体発光素子用の
電極において、前記第２の電極の最表層として、Ａｕ或
いはＡｌからなる層を積層することを特徴とする。
【００１５】（１０）また本発明は、上記（１）〜
（９）の半導体発光素子用の電極において、前記第１の
電極において、半導体と接触する金属の上に透光性の金
属酸化膜層を形成することを特徴とする。 （１１）特に本発明は、上記（１０）の半導体発光素子
用の電極において、前記透光性の金属酸化膜層が、Ｎｉ
Ｏ、ＴｉＯ2 、ＳｎＯ、Ｃｒ2 Ｏ3 、ＣｏＯ、ＺｎＯ、
Ｃｕ2 Ｏ、ＭｇＯ、Ｉｎ2 Ｏ3 から選ばれた少なくとも
１種類の金属酸化物からなることを特徴とする。
【００１６】（１２）また本発明は、上記（１１）の半
導体発光素子用の電極において、前記半導体がｐ型半導
体であり、前記第１の電極としてｐ型半導体側から順に
Ａｕからなる層およびＮｉＯからなる層を形成した２層
構造からなる電極を用い、かつ前記第２の電極として半
導体側から順にＡｕＢｅからなる層およびＡｕからなる
層を形成した２層構造からなる電極を用いることを特徴
とする。
【００１７】（１３）また特に本発明は、上記（１）〜
（１２）の半導体発光素子用の電極において、半導体が
ＧａＮ系化合物半導体であることを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】本発明に係わる半導体発光素子用
の電極は、半導体表面に接して形成された、発光を電極
面を通して外部に取り出すことが可能な透光性である第
１の電極とワイヤボンディングされて第１の電極に電流
を導通する第２の電極とより構成される半導体発光素子
用の電極において、第２の電極において半導体に接触す
る金属材料として、第１の電極において半導体に接触す
る金属材料よりも単位面積当たりの接触抵抗値の大きな
金属材料を選択して使うことを特徴とする。
【００１９】第２の電極において半導体に接触する金属
材料として、第１の電極において半導体に接触する金属
材料よりも接触抵抗の高い金属材料を選んで使用する
と、半導体発光素子に導入された電流を、接触抵抗の高
い第２の電極の直下からよりも接触抵抗の低い第１の電
極の直下から、より多く半導体に注入することができ
る。第１の電極および第２の電極において半導体に接触
する金属材料と半導体との単位接触面積当たりの接触抵
抗値は、第２の電極において接触する金属材料の方が大
きければ大きい方が有利であるが、特に第２の電極の単
位面積当たりの接触抵抗値が、第１の電極のそれより５
倍以上大きいことが望ましい。我々の検討によれば、接
触抵抗に５倍以上の違いがあった場合、第２の電極の直
下の半導体には発光がほとんど見られず、第２の電極か
ら半導体に電流がほとんど注入されないことが確かめら
れた。
【００２０】電極を形成しようとする半導体がｐ型の伝
導性を示す場合、第２の電極において半導体と接触する
金属材料は、金属としてはＴｌ、Ｉｎ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ａ
ｌ、Ａｇ、Ｓｎ、合金としてはＡｕＢｅ、ＡｕＺｎ、Ａ
ｕＭｇ、ＡｌＳｉ、ＴｉＳｉ、ＴｉＢｅから選ばれた少
なくとも１種類の金属或いは合金を用いることが好適で
ある。また、これらの金属や合金のうち少なくとも２種
類以上の金属を組み合わせた合金を用いても良い。一般
に、イオン化ポテンシャルの小さな金属である、Ｔｌ、
Ｉｎ、Ｔｉ、Ａｌ、Ａｇ、Ｓｎはｐ型半導体に対して高
い接触抵抗を示す。また、我々の検討によれば、金属中
にＳｉ、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｚｎを含む合金は、特にｐ型のＧ
ａＮ系化合物半導体に対して高い接触抵抗を示すことが
判った。
【００２１】また、ｐ型半導体に電極を形成する場合、
第１の電極において半導体と接触する金属としては、ｐ
型半導体と良好な接触電気特性を実現するＡｕ、Ｐｄ、
Ｐｔ、Ｎｉ、Ｃｒから選ぶことが好ましい。これらの金
属は膜厚を１ｎｍから１０００ｎｍの範囲とする薄膜と
して形成することによって透光性を持たせることが出来
る。
【００２２】図１に、ｐ型ＧａＮに対して良好な接触特
性を持つＮｉおよびＡｕと、ｐ型ＧａＮに対して高い接
触抵抗を示す金属材料の一つであるＡｕＢｅを、面積を
同じくしてｐ型ＧａＮに接触させたときの電圧−電流特
性を示す。図１で、１はＮｉとｐ型ＧａＮの接触の電圧
−電流特性、２はＡｕとｐ型ＧａＮの接触の電圧−電流
特性、３はＡｕＢｅとｐ型ＧａＮの接触の電圧−電流特
性をそれぞれ示している。図１より、ＮｉおよびＡｕよ
りなる電極では半導体に対する接触抵抗が低く、一方Ａ
ｕＢｅよりなる電極では半導体に対する接触抵抗が高い
ことが読み取れる。なお、図示しなかったが、本発明者
らの実験によれば、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｃｒ、Ｗよりなる電極
は、ＮｉおよびＡｕよりなる電極と同様の電圧−電流特
性を示し、Ｔｌ、Ｉｎ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ａｌ、Ａｇ、Ｓ
ｎ、ＡｕＺｎ、ＡｕＭｇ、ＡｌＳｉ、ＴｉＳｉ、ＴｉＢ
ｅよりなる電極では、ＡｕＢｅよりなる電極と同様の電
圧−電流特性を示した。
【００２３】一方、電極を形成しようとする半導体がｎ
型伝導性を示す場合、第２の電極において半導体と接触
する金属材料は、金属としてはＡｕ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｎ
ｉ、Ｃｒ、Ｗ、合金としてはＡｕＢｅ、ＡｕＺｎ、Ａｕ
Ｍｇ、ＡｌＳｉ、ＴｉＳｉ、ＴｉＢｅを用いることが好
適である。また、これらの金属や合金のうち少なくとも
２種類以上の金属を組み合わせた合金を用いても構わな
い。一般に、イオン化ポテンシャルの大きな金属であ
る、Ａｕ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｗはｎ型半導体に
対して高い接触抵抗を示す。また、我々の検討によれ
ば、金属中にＳｉ、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｚｎを含む合金は、特
にｎ型のＧａＮ系化合物半導体に対して高い接触抵抗を
示すことが判った。
【００２４】また、ｎ型半導体に電極を形成する場合、
第１の電極において半導体と接触する金属としては、ｎ
型半導体と良好な接触電気特性を実現するＴｌ、Ｉｎ、
Ｍｎ、Ｔｉ、Ａｌ、Ａｇ、Ｓｎから選ぶことが好まし
い。これらの金属は膜厚を１ｎｍから１０００ｎｍの範
囲とする薄膜として形成することによって透光性を持た
せることが出来る。
【００２５】図２に、ｎ型ＧａＮに対して良好な接触特
性を持つＡｌおよびＴｉと、ｎ型ＧａＮに対して高い接
触抵抗を示す金属材料の一つであるＮｉを、面積を同じ
くしてｎ型ＧａＮに接触させたときの電圧−電流特性を
示す。図２で、１’はＴｉとｎ型ＧａＮの接触の電圧−
電流特性、２’はＡｌとｎ型ＧａＮの接触の電圧−電流
特性、３’はＮｉとｎ型ＧａＮの接触の電圧−電流特性
をそれぞれ示している。図２より、ＡｌおよびＴｉより
なる電極では半導体に対する接触抵抗が低く、一方Ｎｉ
よりなる電極では半導体に対する接触抵抗が高いことが
読み取れる。なお、図示しなかったが、本発明者らの実
験によれば、Ｔｌ、Ｉｎ、Ｍｎ、Ａｇ、Ｓｎよりなる電
極は、ＡｌおよびＴｉよりなる電極と同様の電圧−電流
特性を示し、Ｐｄ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｃｒ、Ｗ、ＡｕＢｅ、
ＡｕＺｎ、ＡｕＭｇ、ＡｌＳｉ、ＴｉＳｉ、ＴｉＢｅよ
りなる電極では、Ｎｉよりなる電極と同様の電圧−電流
特性を示した。
【００２６】ここで、半導体と第２の電極の密着性が良
くない場合、ワイヤボンディングの際の衝撃で第２の電
極が半導体から剥離してしまうことがある。そのため、
第２の電極において半導体と接触する金属材料として
は、特に半導体との密着性に優れる金属材料を選ぶこと
が好適である。第２の電極として好適に用いられる、半
導体との密着性に優れかつ半導体に対して高い接触抵抗
を示す金属材料としては、ｐ型半導体についてはＴｉ、
Ａｌ、ＡｕＢｅがあり、ｎ型半導体についてはＮｉ、Ｃ
ｒ、Ｗがある。また、上記の金属材料からなる第２の電
極は、半導体表面に形成した後密着性を向上させるため
に熱処理を施すことが好ましい。
【００２７】また、ワイヤボンディングは金線によって
結線するのが一般的である。金線と半導体発光素子の電
極との接続は、ボンディングボールと呼ばれる金線の先
端の微小なＡｕの塊を、超音波によって加熱し電極表面
の金属と融合させて行う。ボンディングボールと融合す
る電極板材料は限られており、ＡｕやＡｌやＮｉなどの
他いくつかの金属が知られている。前記の第２の電極に
おいて、半導体と接触するに適する金属がボンディング
ボールとの融合性に優れる金属ではない場合、該金属に
直接Ａｕからなるボンディングボールを結線することは
できない。そこでこのような場合、第２の電極において
半導体と接触する金属の上にボンディングしやすい金属
を形成して、第２の電極を２層以上の構造とし結線を可
能とすることが好ましい。すなわち本発明においては、
第２の電極を異なる金属または合金の少なくとも２層以
上からなる多層構造し、第２の電極の表面をボンディン
グボールと融合する金属とすることによって、ワイヤボ
ンディングによる結線を容易にすることが好ましい。特
に第２の電極の最表層としては、ワイヤーボンディング
による金線との結線が特に容易である事が知られている
Ａｕ、Ａｌを用いることが有効である。
【００２８】なお、本明細書で言う多層構造とは、界面
において連続的な成分勾配や濃度勾配を持つ、界面が明
確でない層構造をも含んでいる。例えば上記の第２の電
極において、ＡｕＢｅを半導体と接触する金属として用
い、ＡｕＢｅの上にＡｕを積層して熱処理しワイヤボン
ディングを容易にした場合、熱処理によってＡｕＢｅ合
金中のＢｅの一部が最表層のＡｕ層に拡散し、ＡｕＢｅ
層とＡｕ層の界面ははっきりとした界面ではなく、Ｂｅ
の連続的な濃度傾斜を持つぼやけたものとなることがあ
る。また、第２の電極の表面層として用いる金属と半導
体と接触する層として用いる金属との密着性が悪い場合
などは、これらの金属の間に中間の層を入れて３層構造
やそれ以上の層の数を持つ構造とすることも可能であ
る。
【００２９】また本発明においては透光性の第１の電極
は、半導体に接触する金属材料として半導体に対する単
位面積当たりの接触抵抗がワイヤボンディング用の第２
の電極のそれより低いものを用い、かつ該金属材料の膜
厚を１ｎｍから１０００ｎｍの範囲として形成すること
によって透光性を持たせる。さらに本発明においては、
透光性の第１の薄膜電極の上に透光性の金属酸化物の薄
膜を形成し、該金属酸化物の薄膜を保護膜として使用す
る事が好ましい。保護膜としては、透光性であるＮｉ
Ｏ、ＴｉＯ2 、ＳｎＯ、Ｃｒ2 Ｏ3 、ＣｏＯ、ＺｎＯ、
Ｃｕ2 Ｏ、ＭｇＯ、Ｉｎ2 Ｏ3 などを用いることができ
る。これらの透光性の金属酸化物からなる保護膜を形成
することにより、透光性の第１の電極の熱処理時のボー
ルアップを有効に抑制し、かつ透光性の第１の電極表面
に取り扱い時に形成される傷を防止することが出来る。
【００３０】特に本発明の半導体発光素子用の電極は、
半導体がｐ型半導体の場合、第１の電極としてｐ型半導
体側から順にＡｕからなる層およびＮｉＯからなる層を
形成した２層構造からなる電極を用い、かつ第２の電極
として半導体側から順にＡｕＢｅからなる層およびＡｕ
からなる層を形成した２層構造からなる電極を用いるこ
とが好ましい。Ａｕは一般に薄膜とした場合に透光性を
示し、ｐ型半導体と良好なオーミック性の接触を実現す
る。一方、ＮｉＯは簡便に形成できる透光性の金属酸化
物である。また、ＡｕＢｅはｐ型ＧａＮ系化合物半導体
との高い接触抵抗を示すことが我々の検討により見い出
されており、Ａｕはボンディングボールとの密着性に優
れているため、ＡｕＢｅ層およびＡｕ層からなる２層構
造は第２の電極として優れている。従って、半導体がｐ
型半導体であり、第１の電極としてｐ型半導体側から順
にＡｕからなる層およびＮｉＯからなる層を形成した２
層構造からなる電極を用い、かつ第２の電極として半導
体側から順にＡｕＢｅからなる層およびＡｕからなる層
を形成した２層構造からなる電極を用いる組み合わせ
は、半導体発光素子の電極として最適である。
【００３１】なお本発明に係わる半導体発光素子用電極
は、横方向の電流の広がりが小さく透光性の電極を必要
とするＧａＮ系化合物半導体を用いた半導体発光素子に
対して特に有効に作用する。
【００３２】本発明に係わる電極の作製方法としては、
第１の電極と第２の電極のいずれを先に形成しても構わ
ないが、第２の電極を先に作製しておいて、後から第１
の電極を形成した方がより好ましい。なぜなら、第２の
電極を後から形成した場合、第１の電極の一部を第２の
電極の下に重ねて積層しなければならない。このとき、
第２の電極の下において第１の電極から半導体に電流が
注入される領域が存在することになり、電流を注入され
ているにも拘わらず発光を外部に取り出せない領域が存
在することになり、不利である。
【００３３】また、本発明に係わる基板側から金属とそ
の上に金属酸化物という層構造からなる第１の電極の形
成方法は、金属層と金属酸化膜層を異なる工程で形成し
ても構わないし、同じ装置内で形成した数種類の金属薄
膜を酸化処理して作製しても良い。
【００３４】特に、２種類の金属層を層構造にして形成
した後、酸素を含む雰囲気中で熱処理する事によって一
方の金属を酸化させて、基板側から金属、その上に金属
酸化膜層構造とする方法は、電気特性が良く透光性に優
れる電極薄膜を簡便に安定して作製することができる。
また、第１の電極の一部を酸化させるための熱処理は、
第２の電極の密着度を上げるための熱処理と兼ねること
ができる。
【００３５】２種類の金属層を層構造として形成し、熱
処理によって金属酸化膜層を形成する場合、酸化される
層は金属として残る層よりも表面側に形成されていても
構わないし、半導体側に形成されていても構わない。ま
た、第１の電極を酸化されるべき金属と金属層として残
るべき金属との合金として形成し、酸素を含む雰囲気で
熱処理により一方の金属を酸化させて分離して２層構造
としても構わない。
【００３６】また、第２の電極を多層構造とする場合
は、同一装置内で異なる金属膜を連続して形成しても良
いし、異なる装置で順に金属膜を形成しても構わない。
しかし、工程の簡略化の点から、同一装置内で連続して
形成する方がより好ましいことは言うまでもない。
【００３７】
【作用】本発明の提供する半導体発光素子用の電極は、
透光性の第１の電極と第１の電極に電気的に導通したボ
ンディング用の第２の電極よりなる半導体発光素子用の
電極であって、高い効率で発光を外部に取り出すことが
できる電極を簡便に短時間で作製することを目的とし
て、第２の電極において半導体に接触する金属材料が、
第１の電極において半導体に接触する金属材料よりも、
半導体に対する単位面積当たりの接触抵抗値が高い事を
特徴とする。第２の電極の単位面積当たりの接触抵抗値
が第１の電極よりも大きいので、素子に導入された電流
は主に第１の電極の直下から選択的に半導体に注入さ
れ、より効率良く光を外部に取り出すことができる。ま
た、本発明の提供する電極構造は、それぞれの電極の材
料を適正に選ぶことによって作製することができるの
で、従来のような高抵抗膜を形成するプラズマＣＶＤ処
理やイオン注入あるいはアニールの作業を必要とせず、
簡便で短時間の作製が可能である。
【００３８】
【実施例】
（実施例１）本発明に係わる半導体発光素子用電極の一
例は、図３の断面図で示すように、サファイア基板上に
ＡｌＮをバッファ層としてｎ型ＧａＮ層、ＩｎＧａＮ
層、ｐ型ＡｌＧａＮ層、ｐ型ＧａＮ層を順に積層した半
導体基板７のｐ型ＧａＮ層上に、Ａｕ層９およびＮｉＯ
層８の２層構造からなる第１の電極４、ＡｕＢｅ層１１
およびＡｕ層１０の２層構造からなる第２の電極５が形
成された電極である。なお図３で６はｎ側電極である。
また図４は、図３で示した半導体発光素子用電極の平面
図であり、４、５で示した部分が本発明に係わる製造方
法で作製された第１および第２の電極である。
【００３９】図３、図４に示した半導体発光素子用電極
は、次の手順で作製した。２つの抵抗加熱用のボートを
取り付けることができる真空蒸着装置を使用し、一方の
ボートにはＢｅを重量比にして１％含むＡｕＢｅ合金、
もう一方のボートにはＡｕの蒸着源の金属片をのせて、
前処理を行った半導体基板を基板取付治具に設置した。
蒸着装置内を３×１０-6Ｔｏｒｒまで真空引きし、初め
にＡｕＢｅ合金の載ったボートに通電し、ボートの加熱
を開始した。ボート上の金属が融解したことを確認した
後、ボートと基板取付具の間を遮っておいたシャッタを
開放し、ＡｕＢｅの蒸着を開始した。水晶振動板式の膜
厚計で蒸着膜の膜厚をモニターしながら蒸着を行い、膜
厚が３００ｎｍになったところでシャッタを閉じてボー
トの通電を停止し、ＡｕＢｅ層の蒸着を終了した。
【００４０】続いて、Ａｕがのったボートに通電し、同
様の手順に従って、同じ真空チャンバ内で連続して前記
ＡｕＢｅ膜上に膜厚７００ｎｍのＡｕ膜を成膜した。真
空蒸着機から取り出した基板に、一般にフォトリソグラ
フィーと呼ばれる手法により、フォトレジストによる第
２の電極のパターンを形成し、Ａｕエッチャント液に含
浸して、フォトレジストに覆われた部分を残して、露出
した部分のＡｕＢｅ層およびＡｕ層を除去し、フォトレ
ジストを除去した。この様にして、ＡｕＢｅ層１１およ
びＡｕ層１０の２層構造からなる第２の電極５を形成し
た。
【００４１】続いて、この試料にフォトリソグラフィー
の手法によりフォトレジストによる第１の電極のパター
ンを形成した。この試料を、真空蒸着装置内に載置し、
真空度３×１０-6Ｔｏｒｒで前述の手順と同様にして、
基板側から順に２５ｎｍのＡｕおよび１０ｎｍのＮｉか
らなる金属薄膜を連続して形成した。基板を真空装置か
ら取り出した後、一般にリフトオフと呼ばれる手順に従
って、上記Ａｕ層およびＮｉ層の２層構造からなる第１
の電極４を形成させた。図３に見られるように、第１の
電極４は第２の電極５の上に重ねて形成し、第１の電極
４と第２の電極５の導通が成される様に設計した。ま
た、ボンディング性の向上の目的で、第２の電極５の上
には、第１の電極４の形成されない領域を残し、第２の
電極５の最表層のＡｕ層１０が露出するようにした。更
に、この試料をアニール炉に載置し、酸素を２０％含む
アルゴン雰囲気中で５５０℃にて１０分間熱処理し、Ｎ
ｉを酸化することにより透光性のＮｉＯ層８を形成し
た。
【００４２】続いて、ドライエッチングによってｎ電極
を形成する部分のｎ層を露出させ、露出した部分にＡｌ
よりなるｎ側電極６を形成し、ｎ側電極のオーミック接
触を形成するための熱処理を行った。このようにして電
極を形成したウエハを４００μｍ角のチップに切断して
発光ダイオード素子を作製し、リードフレーム上に載置
し、各電極を超音波加熱式のワイヤボンダを用いて金線
でフレームに結線した。ワイヤボンディングに際し、ｐ
側の電極のはがれは殆ど見られなかった。上記の発光ダ
イオード素子に通電して発光する様子を、サファイア基
板の裏面から観察したところ、第１の電極が形成された
部分には均一に青色の発光が見られ、第２の電極の直下
にあたる部分には発光が見られなかった。このことよ
り、第２の電極の直下の半導体には電流がほとんど注入
されていないことが判った。これを樹脂でモールドした
ところ、電流２０ｍＡにおける発光出力が平均８０μ
Ｗ、順方向電圧は２．９Ｖを示した。また、２インチφ
の基板から１６０００個のチップが得られ、発光強度が
７８μＷに満たないチップを取り除いたところ、収率は
９８％であった。
【００４３】（実施例２）本発明に係わる半導体発光素
子用電極の別の一例は、図５の断面図で示すように、サ
ファイア基板上にＡｌ0.8 Ｇａ0.2 Ｎをバッファ層とし
て、ｐ型ＧａＮ層、ＩｎＧａＮ層、ｎ型ＡｌＧａＮ層、
ｎ型ＧａＮ層を順に積層した半導体基板７のｎ型ＧａＮ
層上に、Ａｇ層１３およびＴｉＯ2 層１２の２層構造か
らなる第１の電極４とＮｉ層１５およびＡｕ層１４の２
層構造からなる第２の電極５を形成した半導体発光素子
用電極である。なお図５で６’はｐ側電極である。また
図６は図５で示した半導体発光素子用電極の平面図であ
り、４、５で示した部分が本発明に係わる製造方法で作
製された第１および第２の電極である。
【００４４】図５、図６に示した半導体発光素子用電極
は、次の手順で作製した。まず、前処理を行った半導体
基板を真空蒸着装置内に設置し、蒸着装置内を３×１０
-6Ｔｏｒｒまで真空引きした。真空蒸着装置の電子線照
射加熱方式のハースにはＮｉの蒸着源金属片を、抵抗加
熱方式のボートにはＡｕの蒸着源金属片をのせた。真空
度を確認後、Ｎｉの載ったハースに電子線照射し、金属
の加熱を開始した。ハース上の金属が融解したことを確
認した後、ハースと基板取付具の間を遮っておいたシャ
ッタを開放し、Ｎｉの蒸着を開始した。水晶振動板式の
膜厚計で蒸着膜の膜厚をモニターしながら蒸着を行い、
膜厚が７００ｎｍになったところでシャッタを閉じて蒸
着を終了し、電子線の発生を停止した。続いて、抵抗加
熱方式のボートに通電し、実施例１と同様の抵抗加熱方
式により、Ｎｉの上にＡｕを３００ｎｍ蒸着した。真空
蒸着機から取り出した基板に、一般にフォトリソグラフ
ィーと呼ばれる手法でフォトレジストによる第２の電極
のパターンを形成し、これをＡｕエッチング液、Ｎｉエ
ッチング液の順に含浸して、フォトレジストに覆われた
部分を残して、露出した部分を除去し、Ｎｉ層１５およ
びＡｕ層１４の２層構造からなる第２の電極５を形成し
た後、フォトレジストを除去した。
【００４５】続いて、この試料にフォトリソグラフィー
の手法によりフォトレジストによる第１の電極のパター
ンを形成した。この試料を、真空蒸着装置内に載置し、
真空度３×１０-6Ｔｏｒｒで前述の手順と同様にして、
ＡｇとＴｉのＡｇ：Ｔｉ＝２：１の比率の合金からなる
金属薄膜を、膜厚３０ｎｍで形成した。基板を真空装置
から取り出した後、一般にリフトオフと呼ばれる手順に
従って、上記ＡｇとＴｉの合金からなる第１の電極のパ
ターンを完成させた。この時、実施例１と同様に、第２
の電極５の上には、第１の電極４が形成されない領域を
残し、第２の電極の表面のＡｕ層１４が露出するように
した。更に、この試料をアニール炉に載置し、酸素を１
０％含む窒素雰囲気中で６５０℃にて３０分間熱処理
し、酸素との反応により合金薄膜層からＴｉ膜を酸化さ
せて分離し、基板側からＡｇ層１３およびＴｉＯ2 層１
２の２層構造からなる透光性の第１の電極４を形成し
た。
【００４６】続いて、ドライエッチングによってｐ電極
を形成する部分のｐ層を露出させ、露出した部分にＮｉ
およびＡｕの２層構造よりなるｐ側電極６’を形成し、
ｐ側電極のオーミック接触を形成するための熱処理を行
った。このようにして電極を形成したウエハを４００μ
ｍ角のチップに切断して発光ダイオード素子を作製し、
リードフレーム上に載置し、各電極を超音波式のワイヤ
ボンダを用いて金線でフレームに結線した。ワイヤボン
ディングに際し、ｎ側の電極のはがれは殆ど見られなか
った。上記の発光ダイオード素子に通電して発光する様
子をサファイア基板の裏面から観察したところ、第１の
電極が形成された部分には均一に青色の発光が見られ、
第２の電極の直下にあたる部分には発光が見られなかっ
た。このことより、第２の電極の直下の半導体には電流
がほとんど注入されていないことが判った。これを樹脂
でモールドしたところ、電流２０ｍＡにおける発光出力
が平均８０μＷ、順方向電圧は２．９Ｖを示した。ま
た、２インチφの基板から１６０００個のチップが得ら
れ、発光強度が７８μＷに満たないチップを取り除いた
ところ、収率は９８％であった。
【００４７】上記の２つの実施例でも判るとおり、本発
明に係わる電極構造は、第２の電極の直下に電流を注入
しない電極構造を、電極の材料を適正に選択する事のみ
により作製することができる。この電極構造の作製は、
通常の工程と変わりない最低限の工程で可能であり、前
述の先行技術にあるように、アニールやイオン注入やプ
ラズマＣＶＤ処理、そして更にそれに伴うパターニング
などの、特別に新たな工程を付け加える必要がない。
【００４８】（比較例１）比較例として、実施例１で作
製した半導体発光素子用電極において第２の電極のｐ型
ＧａＮ層に接触する金属をＡｕＢｅからＡｕに変更した
電極を作製した。作製の手順は、第２の電極のｐ型Ｇａ
Ｎ層に接触する金属をＡｕＢｅからＡｕに変更した以外
は実施例１と同様とした。さらに上記の半導体発光素子
用電極を有する発光ダイオード素子を、実施例１と同様
にして作製した。ワイヤボンディングに際して、第２の
電極のはがれは殆ど生じなかった。通電して発光してい
る上記の素子をサファイア基板側から観察すると、第１
の電極の部分だけではなく、第２の電極の直下の部分に
も発光が発生していた。これを樹脂でモールドしたとこ
ろ、作製された発光ダイオード素子の２０ｍＡにおける
順方向電圧は平均で３．０Ｖと実施例１と同等であった
が、２０ｍＡにおける発光強度は５０μＷと実施例１よ
りも小さかった。
【００４９】
【発明の効果】本発明によれば、導入した電流を効率よ
く半導体発光素子の外部に取り出すことができ、かつ簡
便で短時間に作製することが可能である電極を提供する
ことができる。
【００５０】なお、本発明における実施例は前記の２例
に限られるものではなく、例えば、半導体基板がｐ型で
ある場合、第１の電極としてはＰｄ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｃ
ｒ、Ｗなどやこれらの金属とＴｉＯ2 、ＳｎＯ、Ｃｒ2
Ｏ3 、ＣｏＯ、ＺｎＯ、Ｃｕ2Ｏ、ＭｇＯ、Ｉｎ2 Ｏ3
などの金属酸化物との層構造としたものを用いることも
できる。また、第２の電極としては、Ｔｌ、Ｉｎ、Ｍ
ｎ、Ｔｉ、Ａｌ、Ａｇ、Ｓｎなどから選択して使用でき
る他、ＡｕＺｎ、ＡｕＭｇ、ＡｌＳｉ、ＴｉＳｉ、Ｔｉ
Ｂｅなどの合金を用いても良い。また、半導体基板がｎ
型である場合、第１の電極としてはＴｌ、Ｉｎ、Ｍｎ、
Ｔｉ、Ａｌ、Ｓｎなどやこれらの金属とＮｉＯ、Ｓｎ
Ｏ、Ｃｒ2 Ｏ3 、ＣｏＯ、ＺｎＯ、Ｃｕ2 Ｏ、ＭｇＯ、
Ｉｎ2 Ｏ3 などの金属酸化物との層構造としたものを用
いることもできる。また、第２の電極としては、Ａｕ、
Ｐｄ、Ｐｔ、Ｃｒ、Ｗなどから選択して使用できるほ
か、ＡｕＢｅ、ＡｕＺｎ、ＡｕＭｇ、ＡｌＳｉ、ＴｉＳ
ｉ、ＴｉＢｅなどの合金を用いても良い。また、発光素
子となる半導体材料としても本実施例に記述したＧａＮ
の他にＧａＡｓ、ＧａＰ、ＩｎＧａＡｓ、ＡｌＩｎＧａ
Ｐなどを用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ｐ型ＧａＮ上に形成した各金属材料の電極間の
電圧−電流特性
【図２】ｎ型ＧａＮ上に形成した各金属材料の電極間の
電圧−電流特性
【図３】実施例１に係わる電極の積層構造の断面図
【図４】実施例１に係わる電極の形状の平面図
【図５】実施例２に係わる電極の積層構造の断面図
【図６】実施例２に係わる電極の形状の平面図
【符号の説明】
１ Ｎｉとｐ型ＧａＮの接触の電圧−電流特性 ２ Ａｕとｐ型ＧａＮの接触の電圧−電流特性 ３ ＡｕＢｅとｐ型ＧａＮの接触の電圧−電流特性 １’ Ｔｉとｎ型ＧａＮの接触の電圧−電流特性 ２’ Ａｌとｎ型ＧａＮの接触の電圧−電流特性 ３’ Ｎｉとｎ型ＧａＮの接触の電圧−電流特性 ４ 第１の電極 ５ 第２の電極 ６ ｎ側電極 ６’ ｐ側電極 ７ 半導体基板 ８ ＮｉＯ層 ９ Ａｕ層 １０ Ａｕ層 １１ ＡｕＢｅ層 １２ ＴｉＯ2 層 １３ Ａｇ層 １４ Ａｕ層 １５ Ｎｉ層

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 半導体上に形成した透光性の第１の電極
    とワイヤボンディング用の第２の電極よりなる半導体発
    光素子用の電極において、第２の電極において半導体に
    接触する金属材料は、第１の電極において半導体に接触
    する金属材料よりも、半導体に対する単位面積当たりの
    接触抵抗が高いことを特徴とする半導体発光素子用の電
    極。
  2. 【請求項２】 前記半導体がｐ型半導体であり、前記第
    ２の電極において該ｐ型半導体と接触する金属が、Ｔ
    ｌ、Ｉｎ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ａｌ、Ａｇ、Ｓｎ、ＡｕＢｅ、
    ＡｕＺｎ、ＡｕＭｇ、ＡｌＳｉ、ＴｉＳｉ、ＴｉＢｅか
    ら選ばれた少なくとも１種類の金属或いは合金であるこ
    とを特徴とする請求項１に記載の半導体発光素子用の電
    極。
  3. 【請求項３】 前記半導体がｐ型半導体であり、前記第
    ２の電極において該ｐ型半導体と接触する金属が、Ｔ
    ｉ、Ａｌ、ＡｕＢｅから選ばれた少なくとも１種類の金
    属或いは合金であることを特徴とする請求項２に記載の
    半導体発光素子用の電極。
  4. 【請求項４】 前記半導体がｐ型半導体であり、前記第
    １の電極において該ｐ型半導体と接触する金属が、Ａ
    ｕ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｗから選ばれた少なくと
    も１種類の金属であることを特徴とする請求項１乃至３
    に記載の半導体発光素子用の電極。
  5. 【請求項５】 前記半導体がｎ型半導体であり、前記第
    ２の電極において該ｎ型半導体と接触する金属が、Ａ
    ｕ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｗ、ＡｕＢｅ、ＡｕＺ
    ｎ、ＡｕＭｇ、ＡｌＳｉ、ＴｉＳｉ、ＴｉＢｅから選ば
    れた少なくとも１種類の金属或いは合金であることを特
    徴とする請求項１に記載の半導体発光素子用の電極。
  6. 【請求項６】 前記半導体がｎ型半導体であり、前記第
    ２の電極において該ｎ型半導体と接触する金属が、Ｎ
    ｉ、Ｃｒ、Ｗから選ばれた少なくとも１種類の金属であ
    ることを特徴とする請求項５に記載の半導体発光素子用
    の電極。
  7. 【請求項７】 前記半導体がｎ型半導体であり、前記第
    １の電極において該ｎ型半導体と接触する金属が、Ｔ
    ｌ、Ｉｎ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ａｌ、Ａｇ、Ｓｎから選ばれた
    少なくとも１種類の金属であることを特徴とする請求項
    １、５または６に記載の半導体発光素子用の電極。
  8. 【請求項８】 前記第２の電極を、異なる金属または合
    金の少なくとも２層以上からなる多層構造として形成す
    ることを特徴とする請求項１乃至７に記載の半導体発光
    素子用の電極。
  9. 【請求項９】 前記第２の電極の最表層として、Ａｕ或
    いはＡｌからなる層を積層することを特徴とする請求項
    ８に記載の半導体発光素子用の電極。
  10. 【請求項１０】 前記第１の電極において、半導体と接
    触する金属の上に透光性の金属酸化膜層を形成すること
    を特徴とする請求項１乃至９に記載の半導体発光素子用
    の電極。
  11. 【請求項１１】 前記透光性の金属酸化膜層が、Ｎｉ
    Ｏ、ＴｉＯ2 、ＳｎＯ、Ｃｒ2 Ｏ3 、ＣｏＯ、ＺｎＯ、
    Ｃｕ2 Ｏ、ＭｇＯ、Ｉｎ2 Ｏ3 から選ばれた少なくとも
    １種類の金属酸化物からなることを特徴とする請求項１
    ０に記載の半導体発光素子用の電極。
  12. 【請求項１２】 前記半導体がｐ型半導体であり、前記
    第１の電極としてｐ型半導体側から順にＡｕからなる層
    およびＮｉＯからなる層を形成した２層構造からなる電
    極を用い、かつ前記第２の電極として半導体側から順に
    ＡｕＢｅからなる層およびＡｕからなる層を形成した２
    層構造からなる電極を用いることを特徴とする請求項１
    １に記載の半導体発光素子用の電極。
  13. 【請求項１３】 半導体がＧａＮ系化合物半導体である
    ことを特徴とする請求項１乃至１２記載の半導体発光素
    子用の電極。
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DE19820777A DE19820777C2 (de) 1997-05-08 1998-05-08 Elektrode für lichtemittierende Halbleitervorrichtungen
DE19861228A DE19861228B4 (de) 1997-05-08 1998-05-08 Verfahren zum Herstellen einer transparenten Elektrode
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US09/694,325 US6403987B1 (en) 1997-05-08 2000-10-24 Electrode for light-emitting semiconductor devices
US09/694,319 US6326223B1 (en) 1997-05-08 2000-10-24 Electrode for light-emitting semiconductor devices and method of producing the electrode
US10/136,377 US6800501B2 (en) 1997-05-08 2002-05-02 Electrode for light-emitting semiconductor devices and method of producing the electrode
US10/800,773 US7057210B2 (en) 1997-05-08 2004-03-16 Electrode for light-emitting semiconductor devices and method of producing the electrode
US10/871,578 US20040232429A1 (en) 1997-05-08 2004-06-21 Electrode for light-emitting semiconductor devices and method of producing the electrode

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Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001223388A (ja) * 2000-02-09 2001-08-17 Nippon Leiz Co Ltd 光源装置
JP2003017748A (ja) * 2001-06-27 2003-01-17 Seiwa Electric Mfg Co Ltd 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子及びその製造方法
US6680568B2 (en) 2000-02-09 2004-01-20 Nippon Leiz Corporation Light source
US6872649B2 (en) 1999-04-15 2005-03-29 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Method of manufacturing transparent conductor film and compound semiconductor light-emitting device with the film
JP2008182050A (ja) * 2007-01-24 2008-08-07 Mitsubishi Chemicals Corp ＧａＮ系発光ダイオード素子
WO2010024375A1 (ja) 2008-08-29 2010-03-04 日亜化学工業株式会社 半導体発光素子及び半導体発光装置
JP2011061127A (ja) * 2009-09-14 2011-03-24 Stanley Electric Co Ltd 半導体発光装置および半導体発光装置の製造方法
JP2011258993A (ja) * 2011-09-26 2011-12-22 Toshiba Corp 半導体発光装置及びその製造方法
JP2013062535A (ja) * 2012-12-18 2013-04-04 Toshiba Corp 半導体発光装置及びその製造方法
US8648377B2 (en) 2008-06-30 2014-02-11 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor light-emitting device
JP2019075547A (ja) * 2017-10-18 2019-05-16 ローム株式会社 半導体発光装置
KR20200090919A (ko) * 2017-12-14 2020-07-29 루미레즈 엘엘씨 Led 다이의 오염을 방지하는 방법

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6872649B2 (en) 1999-04-15 2005-03-29 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Method of manufacturing transparent conductor film and compound semiconductor light-emitting device with the film
US6876003B1 (en) 1999-04-15 2005-04-05 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Semiconductor light-emitting device, method of manufacturing transparent conductor film and method of manufacturing compound semiconductor light-emitting device
US6680568B2 (en) 2000-02-09 2004-01-20 Nippon Leiz Corporation Light source
JP2001223388A (ja) * 2000-02-09 2001-08-17 Nippon Leiz Co Ltd 光源装置
JP2003017748A (ja) * 2001-06-27 2003-01-17 Seiwa Electric Mfg Co Ltd 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子及びその製造方法
JP2008182050A (ja) * 2007-01-24 2008-08-07 Mitsubishi Chemicals Corp ＧａＮ系発光ダイオード素子
US8648377B2 (en) 2008-06-30 2014-02-11 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor light-emitting device
WO2010024375A1 (ja) 2008-08-29 2010-03-04 日亜化学工業株式会社 半導体発光素子及び半導体発光装置
US8461617B2 (en) 2008-08-29 2013-06-11 Nichia Corporation Semiconductor light emitting element and semiconductor light emitting device
JP2011061127A (ja) * 2009-09-14 2011-03-24 Stanley Electric Co Ltd 半導体発光装置および半導体発光装置の製造方法
JP2011258993A (ja) * 2011-09-26 2011-12-22 Toshiba Corp 半導体発光装置及びその製造方法
JP2013062535A (ja) * 2012-12-18 2013-04-04 Toshiba Corp 半導体発光装置及びその製造方法
JP2019075547A (ja) * 2017-10-18 2019-05-16 ローム株式会社 半導体発光装置
KR20200090919A (ko) * 2017-12-14 2020-07-29 루미레즈 엘엘씨 Led 다이의 오염을 방지하는 방법

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