JP2001111109A - 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子 - Google Patents
窒化ガリウム系化合物半導体発光素子Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 均一な発光パターンが得られ、外部発光効率
が向上し、良好なオーミック特性を持つ量産性に優れた
青色発光，緑色発光，赤色発光，白色発光等各種発光波
長を有する、信頼性に優れた窒化ガリウム系化合物半導
体発光素子を提供する。 【解決手段】 基板上１に形成され少なくとも発光領域
を含む半導体層２，３を有する窒化ガリウム系化合物半
導体発光素子において、半導体層２，３上に形成され透
光性を有するオーム性金属薄膜４と、発光領域から放射
される光の少なくとも一部を異なる波長の光に変換する
蛍光体層７と、金属薄膜４と前記蛍光体層７との間に形
成され透光性を有する酸化物半導体層６とを有する窒化
ガリウム系化合物半導体発光素子。
が向上し、良好なオーミック特性を持つ量産性に優れた
青色発光，緑色発光，赤色発光，白色発光等各種発光波
長を有する、信頼性に優れた窒化ガリウム系化合物半導
体発光素子を提供する。 【解決手段】 基板上１に形成され少なくとも発光領域
を含む半導体層２，３を有する窒化ガリウム系化合物半
導体発光素子において、半導体層２，３上に形成され透
光性を有するオーム性金属薄膜４と、発光領域から放射
される光の少なくとも一部を異なる波長の光に変換する
蛍光体層７と、金属薄膜４と前記蛍光体層７との間に形
成され透光性を有する酸化物半導体層６とを有する窒化
ガリウム系化合物半導体発光素子。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、青色領域から紫外
光領域で発光可能な窒化ガリウム系化合物半導体発光素
子に係わり、特に基板上に形成され少なくとも発光領域
を含む半導体層を有する窒化ガリウム系化合物半導体発
光素子に関する。
光領域で発光可能な窒化ガリウム系化合物半導体発光素
子に係わり、特に基板上に形成され少なくとも発光領域
を含む半導体層を有する窒化ガリウム系化合物半導体発
光素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】図１０に従来の窒化ガリウム系化合物半
導体発光素子を示す。
導体発光素子を示す。
【０００３】絶縁性のサファイア基板６１上に、Ｎ型窒
化ガリウム系化合物半導体層６２，Ｐ型窒化ガリウム系
化合物半導体層６３が形成され、更にその表面上にＰ型
用透光性薄膜電極６４，絶縁体層６５および蛍光体層６
６が順次形成されている。
化ガリウム系化合物半導体層６２，Ｐ型窒化ガリウム系
化合物半導体層６３が形成され、更にその表面上にＰ型
用透光性薄膜電極６４，絶縁体層６５および蛍光体層６
６が順次形成されている。
【０００４】半導体層から放出された光は、Ｐ型用透光
性薄膜電極６４，絶縁体層６５を透過して蛍光体層６６
に入射し、光を波長の異なる可視光に変換して外部へと
放出する。
性薄膜電極６４，絶縁体層６５を透過して蛍光体層６６
に入射し、光を波長の異なる可視光に変換して外部へと
放出する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
技術に於ける窒化ガリウム系化合物半導体発光素子には
下記に示す様な問題点があった。
技術に於ける窒化ガリウム系化合物半導体発光素子には
下記に示す様な問題点があった。
【０００６】即ち、従来の窒化ガリウム系化合物半導体
発光素子は、Ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層６３表
面上にＰ型用透光性薄膜電極６４が形成され、この上に
絶縁体層６５，蛍光体層６６の順に形成されているのが
特徴である。
発光素子は、Ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層６３表
面上にＰ型用透光性薄膜電極６４が形成され、この上に
絶縁体層６５，蛍光体層６６の順に形成されているのが
特徴である。
【０００７】従って、蛍光体層６６の下方に位置する窒
化ガリウム系化合物半導体発光素子の発光出力を大きく
するためには、Ｐ型用透光性薄膜電極６４は紫外光域か
ら可視光領域にて透光性を保つ必要がある。実用的に
は、Ｐ型用透光性薄膜電極６４は膜厚１０ｎｍ程度の薄
膜を形成しなければならないことになる。
化ガリウム系化合物半導体発光素子の発光出力を大きく
するためには、Ｐ型用透光性薄膜電極６４は紫外光域か
ら可視光領域にて透光性を保つ必要がある。実用的に
は、Ｐ型用透光性薄膜電極６４は膜厚１０ｎｍ程度の薄
膜を形成しなければならないことになる。
【０００８】一方、蛍光体層６６で光の波長を変換させ
る場合は厚さが２μｍ以上の蛍光体層６６を形成しなけ
ればならず、蛍光体層６６を形成する際の熱ひずみのた
めにＰ型用透光性薄膜電極６４にひび割れが生じるとい
う問題点があった。
る場合は厚さが２μｍ以上の蛍光体層６６を形成しなけ
ればならず、蛍光体層６６を形成する際の熱ひずみのた
めにＰ型用透光性薄膜電極６４にひび割れが生じるとい
う問題点があった。
【０００９】又、ひび割れが生じるとＰ型用透光性薄膜
電極６４には均一に電流が流れず、窒化ガリウム系化合
物半導体発光素子の発光が不均一になるという問題点が
あった。
電極６４には均一に電流が流れず、窒化ガリウム系化合
物半導体発光素子の発光が不均一になるという問題点が
あった。
【００１０】更に、ひび割れによりＰ型用透光性薄膜電
極６４の抵抗が高くなるので、素子の駆動電圧を上昇さ
せ、素子の信頼性を悪化させているというという問題点
があった。
極６４の抵抗が高くなるので、素子の駆動電圧を上昇さ
せ、素子の信頼性を悪化させているというという問題点
があった。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記問題点に
鑑みなされたもので、基板上に形成され少なくとも発光
領域を含む半導体層を有する窒化ガリウム系化合物半導
体発光素子において、半導体層上に形成され透光性を有
するオーム性金属薄膜と、発光領域から放射される光の
少なくとも一部を異なる波長の光に変換する蛍光体層
と、金属薄膜と蛍光体層との間に形成され透光性を有す
る酸化物半導体層とを有することによって上記の目的を
達成する。
鑑みなされたもので、基板上に形成され少なくとも発光
領域を含む半導体層を有する窒化ガリウム系化合物半導
体発光素子において、半導体層上に形成され透光性を有
するオーム性金属薄膜と、発光領域から放射される光の
少なくとも一部を異なる波長の光に変換する蛍光体層
と、金属薄膜と蛍光体層との間に形成され透光性を有す
る酸化物半導体層とを有することによって上記の目的を
達成する。
【００１２】上記構成によれば、半導体層上に形成され
る透光性を有するオーム性金属薄膜と蛍光体層との間に
透光性を有する酸化物半導体層を形成しているので、従
来Ｐ型用透光性薄膜電極上に厚さが２μｍ以上の蛍光体
層を形成する際に、熱ひずみのためにＰ型用透光性薄膜
電極に発生したようなひび割れが、半導体層上に形成さ
れる透光性を有するオーム性金属薄膜に生じたとして
も、その上に透光性を有する酸化物半導体層とを形成し
ているので、この酸化物半導体層を介して金属薄膜には
均一に電流が流れ、発光領域での均一発光が可能になる
と共に素子の信頼性が向上する。
る透光性を有するオーム性金属薄膜と蛍光体層との間に
透光性を有する酸化物半導体層を形成しているので、従
来Ｐ型用透光性薄膜電極上に厚さが２μｍ以上の蛍光体
層を形成する際に、熱ひずみのためにＰ型用透光性薄膜
電極に発生したようなひび割れが、半導体層上に形成さ
れる透光性を有するオーム性金属薄膜に生じたとして
も、その上に透光性を有する酸化物半導体層とを形成し
ているので、この酸化物半導体層を介して金属薄膜には
均一に電流が流れ、発光領域での均一発光が可能になる
と共に素子の信頼性が向上する。
【００１３】又、酸化物半導体層は、密着性および機械
的強度が強く、透湿性も極めて低く、且つ熱安定性にも
優れているため、蛍光体層を形成する際、金属薄膜の保
護膜としての機能させることも可能になる。
的強度が強く、透湿性も極めて低く、且つ熱安定性にも
優れているため、蛍光体層を形成する際、金属薄膜の保
護膜としての機能させることも可能になる。
【００１４】更に、金属薄膜上に導電性の補助および保
護膜として機能する酸化物半導体層を形成し、その上に
蛍光体層を形成する構造を用いることにより、量産性お
よび外部発光効率に優れた窒化ガリウム系化合物半導体
発光素子を提供することが可能になる。
護膜として機能する酸化物半導体層を形成し、その上に
蛍光体層を形成する構造を用いることにより、量産性お
よび外部発光効率に優れた窒化ガリウム系化合物半導体
発光素子を提供することが可能になる。
【００１５】金属薄膜の膜厚は、１ｎｍ以上１０ｎｍ以
下であることによって上記の目的を達成する。
下であることによって上記の目的を達成する。
【００１６】上記構成によれば、半導体層上に形成する
金属薄膜の膜厚を最適に設計しているので、半導体層と
のオーミック性を損なうことなく透過率の良い金属薄膜
を形成することが可能になり、その結果発光領域の発光
パターンが均一となる。
金属薄膜の膜厚を最適に設計しているので、半導体層と
のオーミック性を損なうことなく透過率の良い金属薄膜
を形成することが可能になり、その結果発光領域の発光
パターンが均一となる。
【００１７】酸化物半導体層の膜厚は、０．１μｍ以上
１μｍ以下であることによって上記の目的を達成する。
１μｍ以下であることによって上記の目的を達成する。
【００１８】又、酸化物半導体層は、Ｉｎ2Ｏ3，ＳｎＯ
2，ＺｎＯ，Ｃｄ2ＳｎＯ4，ＣｄＳｎＯ3の中から選択さ
れた少なくともひとつからなることによって上記の目的
を達成する。
2，ＺｎＯ，Ｃｄ2ＳｎＯ4，ＣｄＳｎＯ3の中から選択さ
れた少なくともひとつからなることによって上記の目的
を達成する。
【００１９】上記構成によれば、金属薄膜上に形成する
酸化物半導体の膜厚を最適に設計しているので、発光領
域からの光の大部分を透過させると共に導電性，耐久性
にもすぐれた酸化物半導体層を形成することが可能にな
り、その結果発光領域での発光パターンが均一で高効
率，高信頼性の素子を提供できる。
酸化物半導体の膜厚を最適に設計しているので、発光領
域からの光の大部分を透過させると共に導電性，耐久性
にもすぐれた酸化物半導体層を形成することが可能にな
り、その結果発光領域での発光パターンが均一で高効
率，高信頼性の素子を提供できる。
【００２０】金属薄膜上に、外部との電気的接続を行う
ためのパッド電極を形成することによって上記の目的を
達成する。
ためのパッド電極を形成することによって上記の目的を
達成する。
【００２１】上記構成によれば、金属薄膜に直接パッド
電極を形成しているので、素子に直接，効率よく電流を
注入することが可能になる。
電極を形成しているので、素子に直接，効率よく電流を
注入することが可能になる。
【００２２】酸化物半導体層上に、外部との電気的接続
を行うためのパッド電極を形成することによって上記の
目的を達成する。
を行うためのパッド電極を形成することによって上記の
目的を達成する。
【００２３】上記構成によれば、金属薄膜の全面に酸化
物半導体層を形成しているので、半導体層と金属薄膜と
のオーミック性は良好になり、パッド電極から均一に電
流を注入することが可能になる。
物半導体層を形成しているので、半導体層と金属薄膜と
のオーミック性は良好になり、パッド電極から均一に電
流を注入することが可能になる。
【００２４】酸化物半導体層上で、直接外部との電気的
接続を行うことによって上記の目的を達成する。
接続を行うことによって上記の目的を達成する。
【００２５】上記構成によれば、酸化物半導体層上に直
接Ａｕワイヤー等の外部接続手段を利用しているので、
パッド電極が不要となり工程の簡略化が可能になり、素
子の製造時間の短縮およびコストダウンが可能になる。
接Ａｕワイヤー等の外部接続手段を利用しているので、
パッド電極が不要となり工程の簡略化が可能になり、素
子の製造時間の短縮およびコストダウンが可能になる。
【００２６】金属薄膜の面積を酸化物半導体層よりも小
さく形成し、且つ蛍光体層を半導体層の側面にも形成す
ることによって上記の目的を達成する。
さく形成し、且つ蛍光体層を半導体層の側面にも形成す
ることによって上記の目的を達成する。
【００２７】又、蛍光体層を基板の側面にも形成するこ
とによって上記の目的を達成する。
とによって上記の目的を達成する。
【００２８】上記構成によれば、半導体層或いは基板の
側面に形成した蛍光体層による影響は、金属薄膜までお
よばないので、半導体層と金属薄膜とのオーミック性は
良好であり、しかも発光領域から側面方向に出る光も蛍
光体層により任意の波長に効率良く変換することが可能
になるので、量産性に優れた素子を得ることができる。
側面に形成した蛍光体層による影響は、金属薄膜までお
よばないので、半導体層と金属薄膜とのオーミック性は
良好であり、しかも発光領域から側面方向に出る光も蛍
光体層により任意の波長に効率良く変換することが可能
になるので、量産性に優れた素子を得ることができる。
【００２９】蛍光体層は、異なる発光ピーク波長を有す
る複数の蛍光体層からなることによって上記の目的を達
成する。
る複数の蛍光体層からなることによって上記の目的を達
成する。
【００３０】上記構成によれば、半導体層と金属薄膜と
のオーミック性を損なうことなく、複数の異なる波長で
発光する素子を同時に形成することが可能になる。これ
を従来の発光素子に適用した場合、これまでと略同サイ
ズで複数の発光波長（例えば、光の三原色である赤色，
緑色，青色）を有する発光素子を容易に形成することが
可能になる。又、同じロットで同時に異なる発光波長の
ものを製造できるので、素子特性を合わせることも容易
である。
のオーミック性を損なうことなく、複数の異なる波長で
発光する素子を同時に形成することが可能になる。これ
を従来の発光素子に適用した場合、これまでと略同サイ
ズで複数の発光波長（例えば、光の三原色である赤色，
緑色，青色）を有する発光素子を容易に形成することが
可能になる。又、同じロットで同時に異なる発光波長の
ものを製造できるので、素子特性を合わせることも容易
である。
【００３１】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を以下に詳細
に説明する。尚、以下に記載の本発明の実施の形態にお
いて、窒化ガリウム系化合物半導体とは、例えば、Ｉｎ
xＡｌyＧａ1- x-yＮ（０≦ｘ，０≦ｙ，ｘ＋ｙ≦１）を
含むものとする。
に説明する。尚、以下に記載の本発明の実施の形態にお
いて、窒化ガリウム系化合物半導体とは、例えば、Ｉｎ
xＡｌyＧａ1- x-yＮ（０≦ｘ，０≦ｙ，ｘ＋ｙ≦１）を
含むものとする。
【００３２】＜第１の実施の形態＞図１を用いて、窒化
ガリウム系化合物半導体発光素子の本発明による第１の
実施の形態を説明する。
ガリウム系化合物半導体発光素子の本発明による第１の
実施の形態を説明する。
【００３３】図１は本発明の第１の実施の形態を用いて
作製した窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の断面構
造図である。
作製した窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の断面構
造図である。
【００３４】図１に示すように、例えばサファイア基板
１上に、Ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層２、Ｐ型窒
化ガリウム系化合物半導体層３を積層し、発光領域を含
む半導体層の積層構造体を形成する。ここで、基板とし
てサファイア基板１を使用しているが、これ以外に例え
ばＧａＮ，ＳｉＣ等、窒化ガリウム半導体層を積層可能
な基板であれば利用可能である。
１上に、Ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層２、Ｐ型窒
化ガリウム系化合物半導体層３を積層し、発光領域を含
む半導体層の積層構造体を形成する。ここで、基板とし
てサファイア基板１を使用しているが、これ以外に例え
ばＧａＮ，ＳｉＣ等、窒化ガリウム半導体層を積層可能
な基板であれば利用可能である。
【００３５】Ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層３上に
透光性を有するオーム性金属薄膜４、透光性を有するオ
ーム性金属薄膜４およびＮ型窒化ガリウム系化合物半導
体層２の露出表面上に、外部との電気的接続を行うため
のパッド電極５ａ，５ｂを形成する。金属薄膜４の形成
には、真空蒸着法、電子ビーム蒸着法等を用いて例え
ば、Ａｕ，Ｎｉ，Ｐｔ，Ｐｄ等のうち少なくともひとつ
を形成する。又、金属薄膜４は、膜抵抗が小さく且つ透
過率が大きいことを満足するため、その膜厚は１ｎｍ以
上１０ｎｍ以下に形成する。又、パッド電極５ａ，５ｂ
は、例えばＡｕ，Ａｕ合金，Ａｌ等からなり、その厚さ
は、ボンデイング時の電極剥がれが発生しなくするため
に０．５μｍ以上０．８μｍ以下に形成する。尚、パッ
ド電極５ｂは、例えばＧａＮ，ＳｉＣ基板等の導電性の
基板を利用する場合は、基板の裏面に形成しても良い。
透光性を有するオーム性金属薄膜４、透光性を有するオ
ーム性金属薄膜４およびＮ型窒化ガリウム系化合物半導
体層２の露出表面上に、外部との電気的接続を行うため
のパッド電極５ａ，５ｂを形成する。金属薄膜４の形成
には、真空蒸着法、電子ビーム蒸着法等を用いて例え
ば、Ａｕ，Ｎｉ，Ｐｔ，Ｐｄ等のうち少なくともひとつ
を形成する。又、金属薄膜４は、膜抵抗が小さく且つ透
過率が大きいことを満足するため、その膜厚は１ｎｍ以
上１０ｎｍ以下に形成する。又、パッド電極５ａ，５ｂ
は、例えばＡｕ，Ａｕ合金，Ａｌ等からなり、その厚さ
は、ボンデイング時の電極剥がれが発生しなくするため
に０．５μｍ以上０．８μｍ以下に形成する。尚、パッ
ド電極５ｂは、例えばＧａＮ，ＳｉＣ基板等の導電性の
基板を利用する場合は、基板の裏面に形成しても良い。
【００３６】金属薄膜４およびパッド電極５ａを覆うよ
うに又は金属薄膜４上に透光性を有する酸化物半導体層
６を形成する。酸化物半導体層６の形成は、蒸着法、ス
パツタ法、ＣＶＤ法等を用いて形成する。又、その膜厚
は、膜抵抗が小さく且つ透過率が大きいことを満足する
ため、０．１μｍ以上１μｍ以下に形成する。この酸化
物半導体層６は例えば、Ｉｎ2Ｏ3，ＳｎＯ2，ＺｎＯ，
Ｃｄ2ＳｎＯ4，ＣｄＳｎＯ3のうち少なくともひとつを
用いる。Ｉｎ2Ｏ3の場合はドーパントとして例えば、Ｓ
ｎ，Ｗ，Ｍｏ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｓｂ，Ｆ等のうちひとつを
用いる。ＳｎＯ 2の場合はドーパントとして例えば、Ｓ
ｂ，Ｐ，Ｔｅ，Ｗ，Ｃｌ，Ｆ等のうちひとつを用いる。
Ｃｄ2ＳｎＯ4の場合はドーパントとして例えばＴａを用
いる。ＺｎＯの場合はドーパントとして例えばＡｌ，Ｉ
ｎ，Ｂ，Ｆ等のうちひとつを用いる。
うに又は金属薄膜４上に透光性を有する酸化物半導体層
６を形成する。酸化物半導体層６の形成は、蒸着法、ス
パツタ法、ＣＶＤ法等を用いて形成する。又、その膜厚
は、膜抵抗が小さく且つ透過率が大きいことを満足する
ため、０．１μｍ以上１μｍ以下に形成する。この酸化
物半導体層６は例えば、Ｉｎ2Ｏ3，ＳｎＯ2，ＺｎＯ，
Ｃｄ2ＳｎＯ4，ＣｄＳｎＯ3のうち少なくともひとつを
用いる。Ｉｎ2Ｏ3の場合はドーパントとして例えば、Ｓ
ｎ，Ｗ，Ｍｏ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｓｂ，Ｆ等のうちひとつを
用いる。ＳｎＯ 2の場合はドーパントとして例えば、Ｓ
ｂ，Ｐ，Ｔｅ，Ｗ，Ｃｌ，Ｆ等のうちひとつを用いる。
Ｃｄ2ＳｎＯ4の場合はドーパントとして例えばＴａを用
いる。ＺｎＯの場合はドーパントとして例えばＡｌ，Ｉ
ｎ，Ｂ，Ｆ等のうちひとつを用いる。
【００３７】酸化物半導体層６を覆うように又はその上
に蛍光体層７を形成する。この蛍光体層は、赤色発光の
蛍光体として例えば、ＺｎＳ：Ｃｕ、ＬｉＡｌＯ2：Ｆ
ｅ3+、Ａｌ2Ｏ3：Ｃｒ、Ｙ2Ｏ3：Ｅｕ3+、Ｙ（Ｐ，Ｖ）
Ｏ4：Ｅｕ3+、Ｙ2Ｏ3：Ｅｕ蛍光体、Ｙ2Ｏ3：Ｅｕ蛍光
体とＹ2Ｏ3Ｓ：Ｅｕ蛍光体との混合体等を用いる。又、
橙色発光の蛍光体として例えば、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ｍｎ、
（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ：Ａｇ、ＺｎＳ：Ｍｎ、（Ｓｒ，Ｍ
ｇ，Ｂａ）3（ＰＯ4）2等を用いる。又、緑色発光の蛍
光体として例えば、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ、ＬａＰＯ4：
Ｃｅ3+，Ｔｂ3+、Ｓｒ（Ｓ，Ｓｅ）：Ｓｍ，Ｃｅ、Ｚｎ
ＳｉＯ4：Ｍｎ2+、βＺｎＳ：Ｃｕ、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ｆ
ｅ（Ｃｏ）、ＺｎＳ：ＰｂＺｎＳ：Ｃｕ蛍光体、Ｚｎ
Ｓ：Ｃｕ，Ａｌ蛍光体とＹ2Ａｌ5Ｏ12：Ｔｂ蛍光体の混
合体等を用いる。又、青色発光の蛍光体として、Ｃａ
Ｓ：Ｂｉ、（Ｓｒ，Ｃａ）10（ＰＯ4）6Ｃl2：Ｅｕ2+、
ＳｒＳ：Ｓｍ，Ｃｅ、Ｓｒ2Ｐ2Ｏ7：Ｅｕ2+、βＺｎ
Ｓ：Ａｇ、（Ｂａ，Ｃａ，Ｍｇ）10（ＰＯ4）6Ｃl2：Ｅ
ｕ2+、３Ｓｒ3（ＰＯ4）2・ＣａＣｌ2：Ｅｕ2+蛍光体等
を用いる。又、白色発光の蛍光体として、ＺｎＯ：Ｚ
ｎ、ＺｎＳ：ＡｓＺｎＳ：Ａｕ，Ａｇ，Ａｌ、Ｃａ2Ｐ2
Ｏ7：Ｄｙ、Ｃａ3（ＰＯ4）2・ＣａＦ2：Ｓｂ、３Ｃａ3
（ＰＯ4）2・Ｃａ（Ｆ，Ｃｌ）2：Ｓｂ3+、３Ｃａ3（Ｐ
Ｏ4）2・Ｃａ（Ｆ，Ｃｌ）2：Ｓｂ3+，Ｍｎ2+、ＭｇＷ
Ｏ4、３Ｃａ3（ＰＯ4）2・Ｃａ（Ｆ，Ｃｌ）2：Ｓ
ｂ3+，Ｍｎ2+蛍光体等を用いる。上記蛍光体層７は、単
独で用いても良いし複数を混合或いは積層して用いても
良い。又、これら蛍光体層７の形成方法としては、各種
蒸着法や、有機溶剤や樹脂中に分散させたものをスピン
コート法、スクリーン印刷してパターンニングする手
法、或いは注型法や成型法等の種々の形成方法が利用可
能である。又、上記形成方法により形成される蛍光体層
７は、光を所望量異なる波長に変換しようとすると、金
属薄膜４や酸化物半導体層６等に比べて遙かに大きな膜
厚で形成される必要があるが、必要な発光波長は、元の
光との混合色で利用される場合もあり、具体的にはここ
の事例での最適値となるように設計される。
に蛍光体層７を形成する。この蛍光体層は、赤色発光の
蛍光体として例えば、ＺｎＳ：Ｃｕ、ＬｉＡｌＯ2：Ｆ
ｅ3+、Ａｌ2Ｏ3：Ｃｒ、Ｙ2Ｏ3：Ｅｕ3+、Ｙ（Ｐ，Ｖ）
Ｏ4：Ｅｕ3+、Ｙ2Ｏ3：Ｅｕ蛍光体、Ｙ2Ｏ3：Ｅｕ蛍光
体とＹ2Ｏ3Ｓ：Ｅｕ蛍光体との混合体等を用いる。又、
橙色発光の蛍光体として例えば、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ｍｎ、
（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ：Ａｇ、ＺｎＳ：Ｍｎ、（Ｓｒ，Ｍ
ｇ，Ｂａ）3（ＰＯ4）2等を用いる。又、緑色発光の蛍
光体として例えば、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ、ＬａＰＯ4：
Ｃｅ3+，Ｔｂ3+、Ｓｒ（Ｓ，Ｓｅ）：Ｓｍ，Ｃｅ、Ｚｎ
ＳｉＯ4：Ｍｎ2+、βＺｎＳ：Ｃｕ、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ｆ
ｅ（Ｃｏ）、ＺｎＳ：ＰｂＺｎＳ：Ｃｕ蛍光体、Ｚｎ
Ｓ：Ｃｕ，Ａｌ蛍光体とＹ2Ａｌ5Ｏ12：Ｔｂ蛍光体の混
合体等を用いる。又、青色発光の蛍光体として、Ｃａ
Ｓ：Ｂｉ、（Ｓｒ，Ｃａ）10（ＰＯ4）6Ｃl2：Ｅｕ2+、
ＳｒＳ：Ｓｍ，Ｃｅ、Ｓｒ2Ｐ2Ｏ7：Ｅｕ2+、βＺｎ
Ｓ：Ａｇ、（Ｂａ，Ｃａ，Ｍｇ）10（ＰＯ4）6Ｃl2：Ｅ
ｕ2+、３Ｓｒ3（ＰＯ4）2・ＣａＣｌ2：Ｅｕ2+蛍光体等
を用いる。又、白色発光の蛍光体として、ＺｎＯ：Ｚ
ｎ、ＺｎＳ：ＡｓＺｎＳ：Ａｕ，Ａｇ，Ａｌ、Ｃａ2Ｐ2
Ｏ7：Ｄｙ、Ｃａ3（ＰＯ4）2・ＣａＦ2：Ｓｂ、３Ｃａ3
（ＰＯ4）2・Ｃａ（Ｆ，Ｃｌ）2：Ｓｂ3+、３Ｃａ3（Ｐ
Ｏ4）2・Ｃａ（Ｆ，Ｃｌ）2：Ｓｂ3+，Ｍｎ2+、ＭｇＷ
Ｏ4、３Ｃａ3（ＰＯ4）2・Ｃａ（Ｆ，Ｃｌ）2：Ｓ
ｂ3+，Ｍｎ2+蛍光体等を用いる。上記蛍光体層７は、単
独で用いても良いし複数を混合或いは積層して用いても
良い。又、これら蛍光体層７の形成方法としては、各種
蒸着法や、有機溶剤や樹脂中に分散させたものをスピン
コート法、スクリーン印刷してパターンニングする手
法、或いは注型法や成型法等の種々の形成方法が利用可
能である。又、上記形成方法により形成される蛍光体層
７は、光を所望量異なる波長に変換しようとすると、金
属薄膜４や酸化物半導体層６等に比べて遙かに大きな膜
厚で形成される必要があるが、必要な発光波長は、元の
光との混合色で利用される場合もあり、具体的にはここ
の事例での最適値となるように設計される。
【００３８】パッド電極５ａ，５ｂと外部との電気的接
触を持たせるために、例えば酸化物半導体層６と蛍光体
層７の一部を除去し露出させたパッド電極５ａと、パッ
ド電極５ｂの上に金属ワイヤー８ａ，８ｂを接続する。
金属ワイヤーは例えばＡｕ，Ａｌ，Ｃｕ等が用いられ
る。
触を持たせるために、例えば酸化物半導体層６と蛍光体
層７の一部を除去し露出させたパッド電極５ａと、パッ
ド電極５ｂの上に金属ワイヤー８ａ，８ｂを接続する。
金属ワイヤーは例えばＡｕ，Ａｌ，Ｃｕ等が用いられ
る。
【００３９】本発明の第１の実施の形態において、金属
薄膜４と蛍光体層７の間に酸化物半導体層６間を導入す
ることにより良好なオーミック特性が得られ電流拡散が
均一となる。このため、発光面に均一に電流が注入され
るため、発光パターンが均一になることが可能であり、
外部発光効率が増加し、Ｐ型窒化ガリウム系化合物半導
体層３と金属薄膜４間の電気的特性に問題のない量産性
に優れた窒化ガリウム系化合物半導体発光素子が提供で
きる。
薄膜４と蛍光体層７の間に酸化物半導体層６間を導入す
ることにより良好なオーミック特性が得られ電流拡散が
均一となる。このため、発光面に均一に電流が注入され
るため、発光パターンが均一になることが可能であり、
外部発光効率が増加し、Ｐ型窒化ガリウム系化合物半導
体層３と金属薄膜４間の電気的特性に問題のない量産性
に優れた窒化ガリウム系化合物半導体発光素子が提供で
きる。
【００４０】以上、上記窒化ガリウム系化合物半導体発
光素子構造は、ホモ構造の発光素子について説明した
が、窒化ガリウム系化合物半導体発光素子であれば、ダ
ブルヘテロ構造，シングルヘテロ構造や、活性層に量子
井戸構造を有するもの等あらゆる構造に適用できること
は言うまでもない。
光素子構造は、ホモ構造の発光素子について説明した
が、窒化ガリウム系化合物半導体発光素子であれば、ダ
ブルヘテロ構造，シングルヘテロ構造や、活性層に量子
井戸構造を有するもの等あらゆる構造に適用できること
は言うまでもない。
【００４１】次に、第１の実施の形態における具体的な
窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の製造方法につい
て詳細に説明する。
窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の製造方法につい
て詳細に説明する。
【００４２】図２（ａ）乃至（ｃ）は本発明の第１の実
施の形態を用いたＮ型窒化ガリウム系化合物半導体発光
素子の製造方法を示す工程図である。
施の形態を用いたＮ型窒化ガリウム系化合物半導体発光
素子の製造方法を示す工程図である。
【００４３】図２（ａ）示すように、サファイア基板１
上に、Ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層２、Ｐ型窒化
ガリウム系化合物半導体層３を順次積層し、発光領域を
含む半導体層の積層構造体を形成する。次に、Ｐ型窒化
ガリウム系化合物半導体層３上に透光性を有するオーム
性金属薄膜４としてＮｉを７ｎｍ形成する。その上に外
部との電気的接続を行うためのパッド電極５ａとしてＡ
ｕを０．５μｍ形成する。次に、金属薄膜４上に透光性
を有する酸化物半導体層６としてＩｎ2Ｏ3にドーパント
としてＳｎを用いたものを０．５μｍ形成する。次に、
この酸化物半導体層６上に、Ｙ2Ｏ3：Ｅｕ蛍光体の粉末
をポリビニルアルコールに混ぜ、重クロム酸塩を微量混
ぜて分散させたものをスピンコートする。これにマスク
パターンを形成後、紫外線露光を行い蛍光体層７の残し
たい部分だけを固化させ、不要な部分を有機溶剤で除去
する。ここで、蛍光体としては、Ｙ2Ｏ3：Ｅｕ蛍光体と
Ｙ 2Ｏ3Ｓ：Ｅｕ蛍光体との混合体を用いてもよい。次
に、発光領域を形成するためにレジスト９を塗布し、通
常のフォトエッチング工程を用いて、まず酸化物半導体
層６を塩化鉄系の溶液にて除去し、引き続き金属薄膜４
をエッチングにて除去する。
上に、Ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層２、Ｐ型窒化
ガリウム系化合物半導体層３を順次積層し、発光領域を
含む半導体層の積層構造体を形成する。次に、Ｐ型窒化
ガリウム系化合物半導体層３上に透光性を有するオーム
性金属薄膜４としてＮｉを７ｎｍ形成する。その上に外
部との電気的接続を行うためのパッド電極５ａとしてＡ
ｕを０．５μｍ形成する。次に、金属薄膜４上に透光性
を有する酸化物半導体層６としてＩｎ2Ｏ3にドーパント
としてＳｎを用いたものを０．５μｍ形成する。次に、
この酸化物半導体層６上に、Ｙ2Ｏ3：Ｅｕ蛍光体の粉末
をポリビニルアルコールに混ぜ、重クロム酸塩を微量混
ぜて分散させたものをスピンコートする。これにマスク
パターンを形成後、紫外線露光を行い蛍光体層７の残し
たい部分だけを固化させ、不要な部分を有機溶剤で除去
する。ここで、蛍光体としては、Ｙ2Ｏ3：Ｅｕ蛍光体と
Ｙ 2Ｏ3Ｓ：Ｅｕ蛍光体との混合体を用いてもよい。次
に、発光領域を形成するためにレジスト９を塗布し、通
常のフォトエッチング工程を用いて、まず酸化物半導体
層６を塩化鉄系の溶液にて除去し、引き続き金属薄膜４
をエッチングにて除去する。
【００４４】次に、図２（ｂ）示すように、レジスト９
をドライエッチング用のマスクとして用い、ドライエッ
チング法によりＮ型窒化ガリウム系化合物半導体層２表
面が露出するまでドライエッチング１０を行う。
をドライエッチング用のマスクとして用い、ドライエッ
チング法によりＮ型窒化ガリウム系化合物半導体層２表
面が露出するまでドライエッチング１０を行う。
【００４５】次に、図２（ｃ）示すように、Ｎ型窒化ガ
リウム系化合物半導体層２の表面にＮ側パッド電極５ｂ
を形成する。このＮ側パッド電極５ｂは、Ａｌ（膜厚：
１５００Å）およびＴｉ（膜厚：２００Å）の積層構造
を用いる。次に、サファイア基板１を５００μｍ角状に
ダイシング，スクライブ等により分割しチップ化する。
最後に、パッド電極５ａ，５ｂと外部との電気的接触を
持たせるために、パッド電極５ａ，５ｂの上にＡｕワイ
ヤー８ａ，８ｂを接続する。
リウム系化合物半導体層２の表面にＮ側パッド電極５ｂ
を形成する。このＮ側パッド電極５ｂは、Ａｌ（膜厚：
１５００Å）およびＴｉ（膜厚：２００Å）の積層構造
を用いる。次に、サファイア基板１を５００μｍ角状に
ダイシング，スクライブ等により分割しチップ化する。
最後に、パッド電極５ａ，５ｂと外部との電気的接触を
持たせるために、パッド電極５ａ，５ｂの上にＡｕワイ
ヤー８ａ，８ｂを接続する。
【００４６】上述したように、金属薄膜４と蛍光体層７
間に酸化物半導体層６を導入することにより、金属薄膜
４とＰ型窒化ガリウム系化合物半導体層３の良好なオー
ミック特性が得られ電流拡散が均一となる。
間に酸化物半導体層６を導入することにより、金属薄膜
４とＰ型窒化ガリウム系化合物半導体層３の良好なオー
ミック特性が得られ電流拡散が均一となる。
【００４７】従って、発光が均一で発光効率の優れた、
金属薄膜４と蛍光体層７間に従来のような問題のない、
量産性に優れた発光ピーク波長が６１１ｎｍの赤色発光
の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子が作製できる。
金属薄膜４と蛍光体層７間に従来のような問題のない、
量産性に優れた発光ピーク波長が６１１ｎｍの赤色発光
の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子が作製できる。
【００４８】＜第２の実施の形態＞図３を用いて、窒化
ガリウム系化合物半導体発光素子の本発明による第２の
実施の形態を説明する。
ガリウム系化合物半導体発光素子の本発明による第２の
実施の形態を説明する。
【００４９】図３は、本発明の第２の実施の形態を用い
て作製した窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の断面
構造図である。尚、本発明の第２の実施の形態において
使用される材料に関しては、上述した本発明の第１の実
施の形態と同様であるので省略する。
て作製した窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の断面
構造図である。尚、本発明の第２の実施の形態において
使用される材料に関しては、上述した本発明の第１の実
施の形態と同様であるので省略する。
【００５０】図３に示すように、例えばサファイア基板
２１上に、Ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層２２、Ｐ
型窒化ガリウム系化合物半導体層２３を積層し、発光領
域を含む半導体層の積層構造体を形成する。
２１上に、Ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層２２、Ｐ
型窒化ガリウム系化合物半導体層２３を積層し、発光領
域を含む半導体層の積層構造体を形成する。
【００５１】Ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層２３上
に透光性を有するオーム性金属薄膜２４、透光性を有す
る酸化物半導体層２６を形成する。
に透光性を有するオーム性金属薄膜２４、透光性を有す
る酸化物半導体層２６を形成する。
【００５２】透光性を有する酸化物半導体層２６および
Ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層２２の露出表面上
に、外部との電気的接続を行うためのパッド電極２５
ａ，２５ｂを、酸化物半導体層２６を覆うように又はそ
の上に蛍光体層２７を形成する。
Ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層２２の露出表面上
に、外部との電気的接続を行うためのパッド電極２５
ａ，２５ｂを、酸化物半導体層２６を覆うように又はそ
の上に蛍光体層２７を形成する。
【００５３】パッド電極２５ａ，２５ｂと外部との電気
的接触を持たせるために、例えば酸化物半導体層２６と
蛍光体層２７の一部を除去し露出させたパッド電極２５
ａ，２５ｂの上に金属ワイヤー２８ａ，２８ｂを接続す
る。
的接触を持たせるために、例えば酸化物半導体層２６と
蛍光体層２７の一部を除去し露出させたパッド電極２５
ａ，２５ｂの上に金属ワイヤー２８ａ，２８ｂを接続す
る。
【００５４】図４（ａ）乃至（ｃ）は本発明の第２の実
施の形態を用いたＮ型窒化ガリウム系化合物半導体発光
素子の製造方法を示す工程図である。
施の形態を用いたＮ型窒化ガリウム系化合物半導体発光
素子の製造方法を示す工程図である。
【００５５】図４（ａ）示すように、サファイア基板２
１上に、Ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層２２、Ｐ型
窒化ガリウム系化合物半導体層２３を順次積層し、発光
領域を含む半導体層の積層構造体を形成する。次に、Ｐ
型窒化ガリウム系化合物半導体層２３上に透光性を有す
るオーム性金属薄膜２４としてＰｄを１〜３ｎｍ形成す
る。次に、金属薄膜２４上に透光性を有する酸化物半導
体層２６としてＩｎ2Ｏ3にドーパントとしてＳｎを用い
たものを０．５μｍ形成する。次に、酸化物半導体層２
６上に外部との電気的接続を行うためのパッド電極２５
ａとしてＡｕを０．５μｍ形成する。次に、この酸化物
半導体層２６上に、ＺｎＳ：Ｃｕ蛍光体の粉末をポリビ
ニルアルコールに混ぜ、重クロム酸塩を微量混ぜて分散
させたものをスピンコートする。これにマスクパターン
を形成後、紫外線露光を行い蛍光体層２７の残したい部
分だけを固化させ、不要な部分を有機溶剤で除去する。
ここで、蛍光体としてＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ蛍光体とＹ2
Ａｌ5Ｏ12：Ｔｂ蛍光体の混合体を用いてもよい。次
に、発光領域を形成するためにレジスト２９を塗布し、
通常のフォトエッチング工程を用いて、まず酸化物半導
体層２６を塩化鉄系の溶液にて除去し、引き続き金属薄
膜２４をエッチングにて除去する。
１上に、Ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層２２、Ｐ型
窒化ガリウム系化合物半導体層２３を順次積層し、発光
領域を含む半導体層の積層構造体を形成する。次に、Ｐ
型窒化ガリウム系化合物半導体層２３上に透光性を有す
るオーム性金属薄膜２４としてＰｄを１〜３ｎｍ形成す
る。次に、金属薄膜２４上に透光性を有する酸化物半導
体層２６としてＩｎ2Ｏ3にドーパントとしてＳｎを用い
たものを０．５μｍ形成する。次に、酸化物半導体層２
６上に外部との電気的接続を行うためのパッド電極２５
ａとしてＡｕを０．５μｍ形成する。次に、この酸化物
半導体層２６上に、ＺｎＳ：Ｃｕ蛍光体の粉末をポリビ
ニルアルコールに混ぜ、重クロム酸塩を微量混ぜて分散
させたものをスピンコートする。これにマスクパターン
を形成後、紫外線露光を行い蛍光体層２７の残したい部
分だけを固化させ、不要な部分を有機溶剤で除去する。
ここで、蛍光体としてＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ蛍光体とＹ2
Ａｌ5Ｏ12：Ｔｂ蛍光体の混合体を用いてもよい。次
に、発光領域を形成するためにレジスト２９を塗布し、
通常のフォトエッチング工程を用いて、まず酸化物半導
体層２６を塩化鉄系の溶液にて除去し、引き続き金属薄
膜２４をエッチングにて除去する。
【００５６】次に、図４（ｂ）示すように、レジスト２
９をドライエッチング用のマスクとして用い、ドライエ
ッチング法によりＮ型窒化ガリウム系化合物半導体層２
２表面が露出するまでドライエッチング２０を行う。
９をドライエッチング用のマスクとして用い、ドライエ
ッチング法によりＮ型窒化ガリウム系化合物半導体層２
２表面が露出するまでドライエッチング２０を行う。
【００５７】次に、図４（ｃ）示すように、Ｎ型窒化ガ
リウム系化合物半導体層２２の表面にＮ型パッド電極２
５ｂを形成する。このＮ側パッド電極２５ｂは、Ａｌ
（膜厚：１５００Å）およびＴｉ（膜厚：２００Å）の
積層構造を用いる。次に、サファイア基板２１を５００
μｍ角状にダイシング，スクライブ等により分割しチッ
プ化する。最後に、パッド電極２５ａ，２５ｂと外部と
の電気的接触を持たせるために、パッド電極２５ａ，２
５ｂの上にＡｕワイヤー２８ａ，２８ｂを接続する。
リウム系化合物半導体層２２の表面にＮ型パッド電極２
５ｂを形成する。このＮ側パッド電極２５ｂは、Ａｌ
（膜厚：１５００Å）およびＴｉ（膜厚：２００Å）の
積層構造を用いる。次に、サファイア基板２１を５００
μｍ角状にダイシング，スクライブ等により分割しチッ
プ化する。最後に、パッド電極２５ａ，２５ｂと外部と
の電気的接触を持たせるために、パッド電極２５ａ，２
５ｂの上にＡｕワイヤー２８ａ，２８ｂを接続する。
【００５８】本発明の第２の実施の形態では、金属薄膜
２４としてＰｄを使用している。Ｐｄは、薄膜としては
光透過率に優れた金属材料であるが、薄く形成した場合
に凝集をおこし易くなる。凝集した箇所に電流が集中す
ると、熱的破壊等による素子特性の劣化を生ずるのみな
らず、蛍光体層２７の熱による劣化を引き起こす原因に
もなる。しかし、本発明を用い、金属薄膜２４と蛍光体
層２７間に酸化物半導体層２６を導入することにより、
金属薄膜２４が凝集した場合でも、酸化物半導体層２６
により金属薄膜２４とＰ型窒化ガリウム系化合物半導体
層２３の良好なオーミック特性が得られ電流拡散が均一
となるので、素子特性の劣化や蛍光体層２７の熱による
劣化の問題は解決される。
２４としてＰｄを使用している。Ｐｄは、薄膜としては
光透過率に優れた金属材料であるが、薄く形成した場合
に凝集をおこし易くなる。凝集した箇所に電流が集中す
ると、熱的破壊等による素子特性の劣化を生ずるのみな
らず、蛍光体層２７の熱による劣化を引き起こす原因に
もなる。しかし、本発明を用い、金属薄膜２４と蛍光体
層２７間に酸化物半導体層２６を導入することにより、
金属薄膜２４が凝集した場合でも、酸化物半導体層２６
により金属薄膜２４とＰ型窒化ガリウム系化合物半導体
層２３の良好なオーミック特性が得られ電流拡散が均一
となるので、素子特性の劣化や蛍光体層２７の熱による
劣化の問題は解決される。
【００５９】このように、発光が均一で発光効率の優れ
た、Ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層２３と金属薄膜
２４間の電気的特性に問題のない量産性に優れた発光ピ
ーク波長が５３０ｎｍの緑色発光の窒化ガリウム系化合
物半導体発光素子が作製できた。
た、Ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層２３と金属薄膜
２４間の電気的特性に問題のない量産性に優れた発光ピ
ーク波長が５３０ｎｍの緑色発光の窒化ガリウム系化合
物半導体発光素子が作製できた。
【００６０】このように、金属薄膜２４の全面に酸化物
半導体層２６を形成しているため、金属薄膜２４とＰ型
窒化ガリウム系化合物半導体層２３の間のオーミック性
接触に問題のない量産性に優れた窒化ガリウム系化合物
半導体発光素子が作製できる。
半導体層２６を形成しているため、金属薄膜２４とＰ型
窒化ガリウム系化合物半導体層２３の間のオーミック性
接触に問題のない量産性に優れた窒化ガリウム系化合物
半導体発光素子が作製できる。
【００６１】＜第３の実施の形態＞図５を用いて、窒化
ガリウム系化合物半導体発光素子の本発明による第３の
実施の形態を説明する。
ガリウム系化合物半導体発光素子の本発明による第３の
実施の形態を説明する。
【００６２】図５は、本発明の第３の実施の形態を用い
て作製した窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の断面
構造図である。尚、本発明の第３の実施の形態において
使用される材料に関しては、上述した本発明の第１の実
施の形態と同様であるので省略する。
て作製した窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の断面
構造図である。尚、本発明の第３の実施の形態において
使用される材料に関しては、上述した本発明の第１の実
施の形態と同様であるので省略する。
【００６３】図５に示すように、例えばサファイア基板
３１上に、Ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層３２、Ｐ
型窒化ガリウム系化合物半導体層３３を積層し、発光領
域を含む半導体層の積層構造体を形成する。
３１上に、Ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層３２、Ｐ
型窒化ガリウム系化合物半導体層３３を積層し、発光領
域を含む半導体層の積層構造体を形成する。
【００６４】Ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層３３上
に透光性を有するオーム性金属薄膜３４、透光性を有す
る酸化物半導体層３６を形成する。
に透光性を有するオーム性金属薄膜３４、透光性を有す
る酸化物半導体層３６を形成する。
【００６５】Ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層３２の
露出表面上に、外部との電気的接続を行うためのパッド
電極３５を形成する。
露出表面上に、外部との電気的接続を行うためのパッド
電極３５を形成する。
【００６６】酸化物半導体層３６を覆うように又はその
上に蛍光体層３７を形成する。
上に蛍光体層３７を形成する。
【００６７】外部との電気的接触を持たせるために、例
えば蛍光体層３７の一部を除去し露出させた酸化物半導
体層３６の上に直接と、パッド電極３５の上に金属ワイ
ヤー３８ａ，３８ｂを接続する。
えば蛍光体層３７の一部を除去し露出させた酸化物半導
体層３６の上に直接と、パッド電極３５の上に金属ワイ
ヤー３８ａ，３８ｂを接続する。
【００６８】図６（ａ）乃至（ｃ）は本発明の第３の実
施の形態を用いたＮ型窒化ガリウム系化合物半導体発光
素子の製造方法を示す工程図である。
施の形態を用いたＮ型窒化ガリウム系化合物半導体発光
素子の製造方法を示す工程図である。
【００６９】図６（ａ）示すように、サファイア基板３
１上に、Ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層３２、Ｐ型
窒化ガリウム系化合物半導体層３３を順次積層し、発光
領域を含む半導体層の積層構造体を形成する。次に、Ｐ
型窒化ガリウム系化合物半導体層３３上に透光性を有す
るオーム性金属薄膜３４としてＮｉを１０ｎｍ形成す
る。次に、金属薄膜３４上に透光性を有する酸化物半導
体層３６としてＩｎ2Ｏ3にドーパントとしてＳｎを用い
たものを０．５μｍ形成する。次に、この酸化物半導体
層３６上にＺｎＳ：Ａｇ，Ａｌ蛍光体の粉末をポリビニ
ルアルコールに混ぜ、重クロム酸塩を微量混ぜて分散さ
せたものをスピンコートする。これにマスクパターンを
形成後、紫外線露光を行い、蛍光体層３７の残したい部
分だけを固化させ、不要な部分を有機溶剤で除去する。
ここで、蛍光体として３Ｓｒ3（ＰＯ4）2・ＣａＣｌ2：
Ｅｕ2+蛍光体を用いてもよい。次に、発光領域を形成す
るためにレジスト３９を塗布し、通常のフォトエッチン
グ工程を用いて、まず酸化物半導体層３６を塩化鉄系の
溶液にて除去し、引き続き金属薄膜３４をエッチングに
て除去する。
１上に、Ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層３２、Ｐ型
窒化ガリウム系化合物半導体層３３を順次積層し、発光
領域を含む半導体層の積層構造体を形成する。次に、Ｐ
型窒化ガリウム系化合物半導体層３３上に透光性を有す
るオーム性金属薄膜３４としてＮｉを１０ｎｍ形成す
る。次に、金属薄膜３４上に透光性を有する酸化物半導
体層３６としてＩｎ2Ｏ3にドーパントとしてＳｎを用い
たものを０．５μｍ形成する。次に、この酸化物半導体
層３６上にＺｎＳ：Ａｇ，Ａｌ蛍光体の粉末をポリビニ
ルアルコールに混ぜ、重クロム酸塩を微量混ぜて分散さ
せたものをスピンコートする。これにマスクパターンを
形成後、紫外線露光を行い、蛍光体層３７の残したい部
分だけを固化させ、不要な部分を有機溶剤で除去する。
ここで、蛍光体として３Ｓｒ3（ＰＯ4）2・ＣａＣｌ2：
Ｅｕ2+蛍光体を用いてもよい。次に、発光領域を形成す
るためにレジスト３９を塗布し、通常のフォトエッチン
グ工程を用いて、まず酸化物半導体層３６を塩化鉄系の
溶液にて除去し、引き続き金属薄膜３４をエッチングに
て除去する。
【００７０】次に、図６（ｂ）示すように、レジスト３
９をドライエッチング用のマスクとして用い、ドライエ
ッチング法によりＮ型窒化ガリウム系化合物半導体層３
２表面が露出するまでエッチング３０を行う。
９をドライエッチング用のマスクとして用い、ドライエ
ッチング法によりＮ型窒化ガリウム系化合物半導体層３
２表面が露出するまでエッチング３０を行う。
【００７１】次に、図６（ｃ）示すように、Ｎ型窒化ガ
リウム系化合物半導体層３２の表面にＮ型パッド電極３
５を形成する。このＮ型パッド電極３５は、Ａｌ（厚さ
は１５００Å）およびＴｉ（厚さは２００Å）の積層構
造を用いる。次に、サファイア基板３１を５００μｍ角
状にダイシング，スクライブ等により分割しチップ化す
る。最後に、酸化物半導体層３６、Ｎ型パッド電極３５
と外部との電気的接触を持たせるために、酸化物半導体
層３６、Ｎ型パッド電極３５の上にＡｕワイヤー３８
ａ，３８ｂを接続する。
リウム系化合物半導体層３２の表面にＮ型パッド電極３
５を形成する。このＮ型パッド電極３５は、Ａｌ（厚さ
は１５００Å）およびＴｉ（厚さは２００Å）の積層構
造を用いる。次に、サファイア基板３１を５００μｍ角
状にダイシング，スクライブ等により分割しチップ化す
る。最後に、酸化物半導体層３６、Ｎ型パッド電極３５
と外部との電気的接触を持たせるために、酸化物半導体
層３６、Ｎ型パッド電極３５の上にＡｕワイヤー３８
ａ，３８ｂを接続する。
【００７２】ここで、金属薄膜３４と蛍光体層３７間に
酸化物半導体層３６を導入することにより、金属薄膜３
４とＰ型窒化ガリウム系化合物半導体層３３の良好なオ
ーミック特性が得られ電流拡散が均一となる。
酸化物半導体層３６を導入することにより、金属薄膜３
４とＰ型窒化ガリウム系化合物半導体層３３の良好なオ
ーミック特性が得られ電流拡散が均一となる。
【００７３】このように、発光が均一で発光効率の優れ
た、Ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層３３と金属薄膜
３４間の電気的特性に問題のない量産性に優れた発光ピ
ーク波長が４５０ｎｍの青色発光の窒化ガリウム系化合
物半導体発光素子が作製できた。
た、Ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層３３と金属薄膜
３４間の電気的特性に問題のない量産性に優れた発光ピ
ーク波長が４５０ｎｍの青色発光の窒化ガリウム系化合
物半導体発光素子が作製できた。
【００７４】このように、金属薄膜３４の全面に酸化物
半導体層３６を形成しているため、金属薄膜３４と窒化
ガリウム系化合物半導体層３３の間のオーミック性接触
に問題のない量産性に優れた窒化ガリウム系化合物半導
体発光素子が作製できる。更に、酸化物半導体層３６の
上に直接Ａｕワイヤー３８ａを接続することにより、パ
ッド電極を形成する必要がなく、工程簡略化が可能とな
る。
半導体層３６を形成しているため、金属薄膜３４と窒化
ガリウム系化合物半導体層３３の間のオーミック性接触
に問題のない量産性に優れた窒化ガリウム系化合物半導
体発光素子が作製できる。更に、酸化物半導体層３６の
上に直接Ａｕワイヤー３８ａを接続することにより、パ
ッド電極を形成する必要がなく、工程簡略化が可能とな
る。
【００７５】＜第４の実施の形態＞図７を用いて、窒化
ガリウム系化合物半導体発光素子の本発明による第４の
実施の形態を説明する。
ガリウム系化合物半導体発光素子の本発明による第４の
実施の形態を説明する。
【００７６】図７は、本発明の第４の実施の形態を用い
て作製した窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の断面
構造図である。尚、本発明の第２の実施の形態において
使用される材料に関しては、蛍光体層４７以外は上述し
た本発明の第２の実施の形態と同様であるので省略す
る。
て作製した窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の断面
構造図である。尚、本発明の第２の実施の形態において
使用される材料に関しては、蛍光体層４７以外は上述し
た本発明の第２の実施の形態と同様であるので省略す
る。
【００７７】図７に示すように、例えばサファイア基板
４１上に、Ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層４２、Ｐ
型窒化ガリウム系化合物半導体層４３を積層し、発光領
域を含む半導体層の積層構造体を形成する。
４１上に、Ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層４２、Ｐ
型窒化ガリウム系化合物半導体層４３を積層し、発光領
域を含む半導体層の積層構造体を形成する。
【００７８】Ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層４３上
に透光性を有するオーム性金属薄膜４４、透光性を有す
る酸化物半導体層４６を形成する。
に透光性を有するオーム性金属薄膜４４、透光性を有す
る酸化物半導体層４６を形成する。
【００７９】透光性を有する酸化物半導体層４６および
Ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層４２の露出表面上
に、外部との電気的接続を行うためのパッド電極４５
ａ，４５ｂを形成する。
Ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層４２の露出表面上
に、外部との電気的接続を行うためのパッド電極４５
ａ，４５ｂを形成する。
【００８０】パッド電極４５ａ，４５ｂと外部との電気
的接触を持たせるために、例えば酸化物半導体層４６と
蛍光体層４７の一部を除去し露出させたパッド電極４５
ａ，４５ｂの上に金属ワイヤー４８ａ，４８ｂを接続す
る。
的接触を持たせるために、例えば酸化物半導体層４６と
蛍光体層４７の一部を除去し露出させたパッド電極４５
ａ，４５ｂの上に金属ワイヤー４８ａ，４８ｂを接続す
る。
【００８１】蛍光体層４７は、酸化物半導体層４６上以
外にサファイア基板４１、Ｎ型窒化ガリウム系化合物半
導体層４２およびＰ型窒化ガリウム系化合物半導体層４
３の側面も覆っている。但し、蛍光体層４７は、サファ
イア基板４１、Ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層４２
およびＰ型窒化ガリウム系化合物半導体層４３の側面の
うち、必要に応じて任意の箇所を覆っていれば良く、例
えば、Ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層４２およびＰ
型窒化ガリウム系化合物半導体層４３の側面の側面にの
み形成し、基板側面は形成しなくても良い。ここで、蛍
光体層４７としては、３Ｃａ3（ＰＯ4）2・Ｃａ（Ｆ，
Ｃｌ）2：Ｓｂ3+，Ｍｎ2+蛍光体を用いる。
外にサファイア基板４１、Ｎ型窒化ガリウム系化合物半
導体層４２およびＰ型窒化ガリウム系化合物半導体層４
３の側面も覆っている。但し、蛍光体層４７は、サファ
イア基板４１、Ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層４２
およびＰ型窒化ガリウム系化合物半導体層４３の側面の
うち、必要に応じて任意の箇所を覆っていれば良く、例
えば、Ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層４２およびＰ
型窒化ガリウム系化合物半導体層４３の側面の側面にの
み形成し、基板側面は形成しなくても良い。ここで、蛍
光体層４７としては、３Ｃａ3（ＰＯ4）2・Ｃａ（Ｆ，
Ｃｌ）2：Ｓｂ3+，Ｍｎ2+蛍光体を用いる。
【００８２】上記構成によると、発光が均一で発光効率
の優れた、Ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層４３と金
属薄膜４４間の電気的特性に問題のない量産性に優れた
発光ピーク波長が４８０ｎｍと５７０ｎｍの２ピークを
持ち白色発光の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子が
作製できた。ここで、パッド電極４５ａ，４５ｂ上のＡ
ｕワイヤー４８ａ，４８ｂに蛍光体層４７が接触又は覆
うように形成されていても特に問題はない。
の優れた、Ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層４３と金
属薄膜４４間の電気的特性に問題のない量産性に優れた
発光ピーク波長が４８０ｎｍと５７０ｎｍの２ピークを
持ち白色発光の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子が
作製できた。ここで、パッド電極４５ａ，４５ｂ上のＡ
ｕワイヤー４８ａ，４８ｂに蛍光体層４７が接触又は覆
うように形成されていても特に問題はない。
【００８３】又、蛍光体層４７は窒化ガリウム系化合物
半導体層４２，４３の側面を覆っているので、発光領域
から側面方向へ放出される光も、効率良く波長変換する
ことができる。
半導体層４２，４３の側面を覆っているので、発光領域
から側面方向へ放出される光も、効率良く波長変換する
ことができる。
【００８４】更に、蛍光体層４７をサファイア基板４１
側面にも形成することにより、発光領域から基板方向へ
放出される光も、効率良く波長変換することができる。
側面にも形成することにより、発光領域から基板方向へ
放出される光も、効率良く波長変換することができる。
【００８５】又、上記構成では金属薄膜４４が酸化物半
導体層４６をよりも小さく形成されているため、Ｐ型窒
化ガリウム系化合物半導体層４３の側面に形成されてい
る蛍光体層４７による金属薄膜４４への影響はなく、金
属薄膜４４とＰ型窒化ガリウム系化合物半導体層４３間
のオーミック性接触に問題はなく、量産性に優れた窒化
ガリウム系化合物半導体発光素子が作製できる。
導体層４６をよりも小さく形成されているため、Ｐ型窒
化ガリウム系化合物半導体層４３の側面に形成されてい
る蛍光体層４７による金属薄膜４４への影響はなく、金
属薄膜４４とＰ型窒化ガリウム系化合物半導体層４３間
のオーミック性接触に問題はなく、量産性に優れた窒化
ガリウム系化合物半導体発光素子が作製できる。
【００８６】＜第５の実施の形態＞図８を用いて、窒化
ガリウム系化合物半導体発光素子の本発明による第５の
実施の形態を説明する。
ガリウム系化合物半導体発光素子の本発明による第５の
実施の形態を説明する。
【００８７】図８は、本発明の第５の実施の形態を用い
て作製した窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の断面
構造図である。尚、本発明の第５の実施の形態において
使用される材料に関しては、上述した本発明の第１の実
施の形態と同様であるので省略する。
て作製した窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の断面
構造図である。尚、本発明の第５の実施の形態において
使用される材料に関しては、上述した本発明の第１の実
施の形態と同様であるので省略する。
【００８８】図８に示すように、例えばサファイア基板
５１上に、Ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層５２、Ｐ
型窒化ガリウム系化合物半導体層５３を積層し、発光領
域を含む半導体層の積層構造体を形成する。
５１上に、Ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層５２、Ｐ
型窒化ガリウム系化合物半導体層５３を積層し、発光領
域を含む半導体層の積層構造体を形成する。
【００８９】Ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層５３上
に透光性を有するオーム性金属薄膜５４、透光性を有す
る酸化物半導体層５６を形成する。
に透光性を有するオーム性金属薄膜５４、透光性を有す
る酸化物半導体層５６を形成する。
【００９０】透光性を有する酸化物半導体層５６上に、
外部との電気的接続を行うためのパッド電極５５ａ，５
５ｂ，５５ｃ、Ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層５２
の露出表面上に、外部との電気的接続を行うためのパッ
ド電極５５ｄを形成する。
外部との電気的接続を行うためのパッド電極５５ａ，５
５ｂ，５５ｃ、Ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層５２
の露出表面上に、外部との電気的接続を行うためのパッ
ド電極５５ｄを形成する。
【００９１】酸化物半導体層５６を覆うように又はその
上に複数の異なる発光波長を有する蛍光体層５７ａ，５
７ｂ，５７ｃを形成する。例えば、青色発光の蛍光体層
５７ａ、緑色発光の蛍光体層５７ｂ、赤色発光の蛍光体
層５７ｃを形成する。
上に複数の異なる発光波長を有する蛍光体層５７ａ，５
７ｂ，５７ｃを形成する。例えば、青色発光の蛍光体層
５７ａ、緑色発光の蛍光体層５７ｂ、赤色発光の蛍光体
層５７ｃを形成する。
【００９２】パッド電極５５ａ，５５ｂ，５５ｃ，５５
ｄと外部との電気的接触を持たせるために、例えば酸化
物半導体層５６と蛍光体層５７ａ，５７ｂ，５７ｃの一
部を除去し露出させたパッド電極５５ａ，５５ｂ，５５
ｃ，５５ｄの上に金属ワイヤー５８ａ，５８ｂ，５８
ｃ，５８ｄを接続する。
ｄと外部との電気的接触を持たせるために、例えば酸化
物半導体層５６と蛍光体層５７ａ，５７ｂ，５７ｃの一
部を除去し露出させたパッド電極５５ａ，５５ｂ，５５
ｃ，５５ｄの上に金属ワイヤー５８ａ，５８ｂ，５８
ｃ，５８ｄを接続する。
【００９３】図９（ａ）乃至（ｃ）は本発明の第５の実
施の形態を用いたＮ型窒化ガリウム系化合物半導体発光
素子の製造方法を示す工程図である。
施の形態を用いたＮ型窒化ガリウム系化合物半導体発光
素子の製造方法を示す工程図である。
【００９４】図９（ａ）示すように、サファイア基板５
１上に、Ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層５２、Ｐ型
窒化ガリウム系化合物半導体層５３を順次積層し、発光
領域を含む半導体層の積層構造体を形成する。次に、Ｐ
型窒化ガリウム系化合物半導体層５３上に透光性を有す
るオーム性金属薄膜５４としてＮｉを１０ｎｍ形成す
る。次に、金属薄膜５４上に透光性を有する酸化物半導
体層５６としてＩｎ2Ｏ3にドーパントとしてＳｎを用い
たものを０．５μｍ形成する。次に、酸化物半導体層５
６上に外部との電気的接続を行うためのパッド電極５５
ａ，５５ｂ，５５ｃとしてＡｕを０．５μｍ形成する。
尚、パッド電極５５ａ，５５ｂ，５５ｃは、酸化物半導
体層５６上に形成する構成としたが、金属薄膜５４上に
形成しても良い。次に、この酸化物半導体層５６上に、
ＺｎＳ：Ａｇ，Ａｌ青色発光の蛍光体層５７ａ、Ｚｎ
Ｓ：Ｃｕ緑色発光の蛍光体層５７ｂ、Ｙ２Ｏ３：Ｅｕ赤
色発光の蛍光体層５７ｃをそれぞれ形成する。ここで、
蛍光体層５７ａ，５７ｂ，５７ｃの形成方法は、第１の
実施の形態と同様のスピンコート法を用いるので省略す
るが、スピンコート法以外に、これら蛍光体層５７ａ，
５７ｂ，５７ｃの形成方法としては、各種蒸着法や、有
機溶剤や樹脂中に分散させたものをスクリーン印刷して
パターンニングする手法、あるいは注型法や成型法等の
種々の形成方法が利用可能である。次に、発光領域を形
成するためにレジスト５９を塗布し、通常のフォトエッ
チング工程を用いて、まず酸化物半導体層５６を塩化鉄
系の溶液にて除去し、引き続き金属薄膜５４をエッチン
グにて除去する次に、図９（ｂ）示すように、レジスト
５９をドライエッチング用のマスクとして用い、ドライ
エッチング法によりＮ型窒化ガリウム系化合物半導体層
５２表面が露出するまでエッチング５０を行う。これに
より複数種類の発光波長の異なる窒化ガリウム系化合物
半導体素子が各々形成される。
１上に、Ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層５２、Ｐ型
窒化ガリウム系化合物半導体層５３を順次積層し、発光
領域を含む半導体層の積層構造体を形成する。次に、Ｐ
型窒化ガリウム系化合物半導体層５３上に透光性を有す
るオーム性金属薄膜５４としてＮｉを１０ｎｍ形成す
る。次に、金属薄膜５４上に透光性を有する酸化物半導
体層５６としてＩｎ2Ｏ3にドーパントとしてＳｎを用い
たものを０．５μｍ形成する。次に、酸化物半導体層５
６上に外部との電気的接続を行うためのパッド電極５５
ａ，５５ｂ，５５ｃとしてＡｕを０．５μｍ形成する。
尚、パッド電極５５ａ，５５ｂ，５５ｃは、酸化物半導
体層５６上に形成する構成としたが、金属薄膜５４上に
形成しても良い。次に、この酸化物半導体層５６上に、
ＺｎＳ：Ａｇ，Ａｌ青色発光の蛍光体層５７ａ、Ｚｎ
Ｓ：Ｃｕ緑色発光の蛍光体層５７ｂ、Ｙ２Ｏ３：Ｅｕ赤
色発光の蛍光体層５７ｃをそれぞれ形成する。ここで、
蛍光体層５７ａ，５７ｂ，５７ｃの形成方法は、第１の
実施の形態と同様のスピンコート法を用いるので省略す
るが、スピンコート法以外に、これら蛍光体層５７ａ，
５７ｂ，５７ｃの形成方法としては、各種蒸着法や、有
機溶剤や樹脂中に分散させたものをスクリーン印刷して
パターンニングする手法、あるいは注型法や成型法等の
種々の形成方法が利用可能である。次に、発光領域を形
成するためにレジスト５９を塗布し、通常のフォトエッ
チング工程を用いて、まず酸化物半導体層５６を塩化鉄
系の溶液にて除去し、引き続き金属薄膜５４をエッチン
グにて除去する次に、図９（ｂ）示すように、レジスト
５９をドライエッチング用のマスクとして用い、ドライ
エッチング法によりＮ型窒化ガリウム系化合物半導体層
５２表面が露出するまでエッチング５０を行う。これに
より複数種類の発光波長の異なる窒化ガリウム系化合物
半導体素子が各々形成される。
【００９５】次に、図９（ｃ）示すように、Ｎ型窒化ガ
リウム系化合物半導体層５２の表面にＮ型パッド電極５
５ｄを形成する。Ｎ型パッド電極５５ｄは、Ａｌ（厚さ
は１５００Å）およびＴｉ（厚さは２００Å）の積層構
造を用いる。次に、前記サファイア基板５１を８００μ
ｍ角状にダイシング，スクライブ等により分割しチップ
化する。最後に、パッド電極５５ａ，５５ｂ，５５ｃ，
５５ｄと外部との電気的接触を持たせるために、パッド
電極５５ａ，５５ｂ，５５ｃ，５５ｄの上にＡｕワイヤ
ー５８ａ，５８ｂ，５８ｃ，５８ｄを接続する。
リウム系化合物半導体層５２の表面にＮ型パッド電極５
５ｄを形成する。Ｎ型パッド電極５５ｄは、Ａｌ（厚さ
は１５００Å）およびＴｉ（厚さは２００Å）の積層構
造を用いる。次に、前記サファイア基板５１を８００μ
ｍ角状にダイシング，スクライブ等により分割しチップ
化する。最後に、パッド電極５５ａ，５５ｂ，５５ｃ，
５５ｄと外部との電気的接触を持たせるために、パッド
電極５５ａ，５５ｂ，５５ｃ，５５ｄの上にＡｕワイヤ
ー５８ａ，５８ｂ，５８ｃ，５８ｄを接続する。
【００９６】上記第５の発明の実施の形態では、Ｎ型パ
ッド電極５５ｄを共通電極として設けているが、個々の
発光部分に対応して複数個設けても良い。
ッド電極５５ｄを共通電極として設けているが、個々の
発光部分に対応して複数個設けても良い。
【００９７】上述したように、金属薄膜５４と蛍光体層
５７ａ，５７ｂ，５７ｃとの間に透光性酸化物半導体膜
５６を導入することにより、金属薄膜５４とＰ型窒化ガ
リウム系化合物半導体層５３の良好なオーミック特性が
得られ電流拡散が均一となる。
５７ａ，５７ｂ，５７ｃとの間に透光性酸化物半導体膜
５６を導入することにより、金属薄膜５４とＰ型窒化ガ
リウム系化合物半導体層５３の良好なオーミック特性が
得られ電流拡散が均一となる。
【００９８】このように、発光が均一で発光効率の優れ
た、Ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層５３と金属薄膜
５４間の電気的特性に問題のない量産性に優れた発光ピ
ーク波長が４５０ｎｍの青色発光、発光ピーク波長が５
３０ｎｍの緑色発光および発光ピーク波長が６１１ｎｍ
の赤色発光の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子が作
製できた。
た、Ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層５３と金属薄膜
５４間の電気的特性に問題のない量産性に優れた発光ピ
ーク波長が４５０ｎｍの青色発光、発光ピーク波長が５
３０ｎｍの緑色発光および発光ピーク波長が６１１ｎｍ
の赤色発光の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子が作
製できた。
【００９９】このように、金属薄膜５４と蛍光体層５７
ａ，５７ｂ，５７ｃとの間に透光性酸化物半導体膜５６
を形成することにより、金属薄膜５４とＰ型窒化ガリウ
ム系化合物半導体層５３間のオーミック性接触を損なう
ことのない、各種波長にて発光する電気的特性に問題の
ない量産性に優れた窒化ガリウム系化合物半導体発光素
子が作製できる。
ａ，５７ｂ，５７ｃとの間に透光性酸化物半導体膜５６
を形成することにより、金属薄膜５４とＰ型窒化ガリウ
ム系化合物半導体層５３間のオーミック性接触を損なう
ことのない、各種波長にて発光する電気的特性に問題の
ない量産性に優れた窒化ガリウム系化合物半導体発光素
子が作製できる。
【０１００】
【発明の効果】本発明によれば、各種の発光が得られる
窒化ガリウム系化合物半導体発光素子において、半導体
層上に形成され透光性を有するオーム性金属薄膜と発光
領域から放射される光の少なくとも一部を異なる波長の
光に変換する蛍光体層との間に透光性を有する酸化物半
導体層を形成することにより、蛍光体層の形成時に発生
する金属薄膜のひび割れによる不均一な電流のながれを
防止でき、さらに金属薄膜上に熱的に安定な酸化物半導
体層を形成することにより蛍光体層の形成時に生じる劣
化が防止できる。従って、酸化物半導体層は導電性膜お
よび保護膜の両方の機能を有するため、均一な電流の流
れおよび発光パターンが得られ信頼性の優れた窒化ガリ
ウム系化合物半導体発光素子が実現できる。
窒化ガリウム系化合物半導体発光素子において、半導体
層上に形成され透光性を有するオーム性金属薄膜と発光
領域から放射される光の少なくとも一部を異なる波長の
光に変換する蛍光体層との間に透光性を有する酸化物半
導体層を形成することにより、蛍光体層の形成時に発生
する金属薄膜のひび割れによる不均一な電流のながれを
防止でき、さらに金属薄膜上に熱的に安定な酸化物半導
体層を形成することにより蛍光体層の形成時に生じる劣
化が防止できる。従って、酸化物半導体層は導電性膜お
よび保護膜の両方の機能を有するため、均一な電流の流
れおよび発光パターンが得られ信頼性の優れた窒化ガリ
ウム系化合物半導体発光素子が実現できる。
【０１０１】又、金属薄膜上に導電性の補助および保護
膜として機能する酸化物半導体層を形成し、その上に蛍
光体層を形成する構造を用いることにより、量産性およ
び外部発光効率に優れた窒化ガリウム系化合物半導体発
光素子が実現できる。
膜として機能する酸化物半導体層を形成し、その上に蛍
光体層を形成する構造を用いることにより、量産性およ
び外部発光効率に優れた窒化ガリウム系化合物半導体発
光素子が実現できる。
【０１０２】又、金属薄膜上に形成する酸化物半導体の
膜厚を最適に設計しているので、発光領域からの光の大
部分を透過させると共に導電性，耐久性にもすぐれた酸
化物半導体層を形成することが可能になり、その結果発
光領域での発光パターンが均一で高効率，高信頼性の素
子が実現できる。
膜厚を最適に設計しているので、発光領域からの光の大
部分を透過させると共に導電性，耐久性にもすぐれた酸
化物半導体層を形成することが可能になり、その結果発
光領域での発光パターンが均一で高効率，高信頼性の素
子が実現できる。
【０１０３】又、酸化物半導体層上で、直接外部との電
気的接続を行うことにより、素子の製造時間の短縮およ
びコストダウンが実現できる。
気的接続を行うことにより、素子の製造時間の短縮およ
びコストダウンが実現できる。
【０１０４】又、蛍光体層を、異なる発光ピーク波長を
有する複数の蛍光体層から形成することにより、これま
でと略同サイズで複数の発光波長（例えば、光の三原色
である赤色，緑色，青色）を有する発光素子を容易に形
成することができる。又、同じロットで同時に異なる発
光波長のものを製造できるので、素子特性を容易に合わ
せ込むこともできる。
有する複数の蛍光体層から形成することにより、これま
でと略同サイズで複数の発光波長（例えば、光の三原色
である赤色，緑色，青色）を有する発光素子を容易に形
成することができる。又、同じロットで同時に異なる発
光波長のものを製造できるので、素子特性を容易に合わ
せ込むこともできる。
【０１０５】以上の様に、本発明を利用することによ
り、均一な発光パターンが得られ、さらに、信頼性が向
上した青色発光、緑色発光、赤色発光、白色発光等、各
種発光波長を有する窒化ガリウム系化合物半導体発光素
子が実現できる。
り、均一な発光パターンが得られ、さらに、信頼性が向
上した青色発光、緑色発光、赤色発光、白色発光等、各
種発光波長を有する窒化ガリウム系化合物半導体発光素
子が実現できる。
【図１】第１の実施の形態の窒化ガリウム系化合物半導
体発光素子の断面構造図である。
体発光素子の断面構造図である。
【図２】（ａ）乃至（ｃ）は第１の実施の形態の窒化ガ
リウム系化合物半導体発光素子の製造方法を示す工程図
である。
リウム系化合物半導体発光素子の製造方法を示す工程図
である。
【図３】第２の実施の形態の窒化ガリウム系化合物半導
体発光素子の断面構造図である。
体発光素子の断面構造図である。
【図４】（ａ）乃至（ｃ）は第２の実施の形態の窒化ガ
リウム系化合物半導体発光素子の製造方法を示す工程図
である。
リウム系化合物半導体発光素子の製造方法を示す工程図
である。
【図５】第３の実施の形態の窒化ガリウム系化合物半導
体発光素子の断面構造図である。
体発光素子の断面構造図である。
【図６】（ａ）乃至（ｃ）は第３の実施の形態の窒化ガ
リウム系化合物半導体発光素子の製造方法を示す工程図
である。
リウム系化合物半導体発光素子の製造方法を示す工程図
である。
【図７】第４の実施の形態の窒化ガリウム系化合物半導
体発光素子の断面構造図である。
体発光素子の断面構造図である。
【図８】第５の実施の形態の窒化ガリウム系化合物半導
体発光素子の断面構造図である。
体発光素子の断面構造図である。
【図９】（ａ）乃至（ｃ）は第５の実施の形態の窒化ガ
リウム系化合物半導体発光素子の製造方法を示す工程図
である。
リウム系化合物半導体発光素子の製造方法を示す工程図
である。
【図１０】従来の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子
の断面構造図である。
の断面構造図である。
１ 基板 ２ Ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層 ３ Ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層 ４ 金属薄膜 ５ａ，５ｂ パッド電極 ６ 酸化物半導体層 ７ 蛍光体層 ８ａ，８ｂ ワイヤー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 神川 剛 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 山本 健作 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 Ｆターム(参考） 5F041 AA03 AA43 CA40 CA46 CA88 CA93 CB27
Claims (10)
- 【請求項１】 基板上に形成され少なくとも発光領域を
含む半導体層を有する窒化ガリウム系化合物半導体発光
素子において、前記半導体層上に形成され透光性を有す
るオーム性金属薄膜と、前記発光領域から放射される光
の少なくとも一部を異なる波長の光に変換する蛍光体層
と、前記金属薄膜と前記蛍光体層との間に形成され透光
性を有する酸化物半導体層と、を有することを特徴とす
る窒化ガリウム系化合物半導体発光素子。 - 【請求項２】 前記金属薄膜の膜厚は、１ｎｍ以上１０
ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の窒化
ガリウム系化合物半導体発光素子。 - 【請求項３】 前記酸化物半導体層の膜厚は、０．１μ
ｍ以上１μｍ以下であることを特徴とする請求項１又は
２に記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子。 - 【請求項４】 前記酸化物半導体層は、Ｉｎ2Ｏ3，Ｓｎ
Ｏ2，ＺｎＯ，Ｃｄ2ＳｎＯ4，ＣｄＳｎＯ3の中から選択
された少なくともひとつからなることを特徴とする請求
項１乃至３のいずれかに記載の窒化ガリウム系化合物半
導体発光素子。 - 【請求項５】 前記金属薄膜上に、外部との電気的接続
を行うためのパッド電極を形成す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窒化ガリウム系化合物
半導体発光素子。 - 【請求項６】 前記酸化物半導体層上に、外部との電気
的接続を行うためのパッド電極を形成することを特徴と
する請求項１乃至４のいずれかに記載の窒化ガリウム系
化合物半導体発光素子。 - 【請求項７】 前記酸化物半導体層上で、直接外部との
電気的接続を行うことを特徴とする請求項１乃至４のい
ずれかに記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子。 - 【請求項８】 前記金属薄膜の面積を前記酸化物半導体
層よりも小さく形成し、且つ前記蛍光体層を前記半導体
層の側面にも形成す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窒化ガリウム系化合物半導体発光素
子。 - 【請求項９】 前記蛍光体層を前記基板の側面にも形成
することを特徴とする請求項８に記載の窒化ガリウム系
化合物半導体発光素子。 - 【請求項１０】 前記蛍光体層は、異なる発光ピーク波
長を有する複数の蛍光体層からなることを特徴とする請
求項請求項１乃至９のいずれかに記載の窒化ガリウム系
化合物半導体発光素子。
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