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WO2005027232A1 - ＧａＮ系発光ダイオード - Google Patents

ＧａＮ系発光ダイオード Download PDF

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Publication number
WO2005027232A1
WO2005027232A1 PCT/JP2004/013478 JP2004013478W WO2005027232A1 WO 2005027232 A1 WO2005027232 A1 WO 2005027232A1 JP 2004013478 W JP2004013478 W JP 2004013478W WO 2005027232 A1 WO2005027232 A1 WO 2005027232A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
type
electrode
layer
gan
light
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2004/013478
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Hiroaki Okagawa
Takahide Jyoichi
Kazuyuki Tadatomo
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Cable Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Cable Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Cable Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Cable Industries Ltd
Publication of WO2005027232A1 publication Critical patent/WO2005027232A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/80—Constructional details
    • H10H20/83—Electrodes
    • H10H20/831—Electrodes characterised by their shape

Definitions

  • the present invention relates to a GaN-based light emitting diode. More specifically, the present invention relates to a GaN-based light-emitting diode whose emission observation surface is the side on which the GaN-based semiconductor layer is stacked on the substrate.
  • a G a N-based light emitting diode is a light emitting diode having a structure in which at least an n-type G a N-based semiconductor layer, a light emitting layer composed of a GaN-based semiconductor, and a p-type GaN-based semiconductor layer are sequentially stacked on a substrate.
  • LED It is possible to emit short wavelength light ranging from red to ultraviolet by selecting the composition of the GaN-based semiconductor used for the light emitting layer.
  • GaN-based semiconductor has the formula A 1 a I n 3 ⁇ 4 Ga ⁇ - ab N (0 ⁇ a ⁇ 1, 0 ⁇ b ⁇ 1 0 ⁇ a + b ⁇ 1) a compound semiconductor composed of a group III nitride, which is determined by For example, arbitrary yarns such as Ga N, I n G a N, A 1 G a N, A 1 I n G a N, A 1 N, I n N, etc. are exemplified.
  • GaN-based semiconductor is simply referred to as “GaN-based semiconductor”.
  • Ga N-based LEDs In the production of Ga N-based LEDs (from the relationship of processing required to form p-type Ga N-based layers, the order of n-type GaN-based layers, fluorescent layers, p-type Ga N based layers) Normally, due to the high resistance of the GaN-based layer, the p-type ceramic electrode provided on the p-GaN-based layer is transferred to the light emitting layer through the p-type GaN based layer. Current injection occurs almost immediately under the ohmic electrode! Therefore, a p-type ohmic electrode is provided to cover the surface of the p-type GaN-based layer (p-type contact layer) as much as possible in order to widen the light emitting region. Therefore, when a thick film metal electrode that does not have translucency is used before the development of a translucent electrode, a method is adopted in which light generated in the light emitting layer is extracted from the side of the transparent substrate. It was
  • a p-type bonding electrode is formed on the p-type ceramic electrode, which serves as a wire bonding contact during mounting.
  • the p-type bonding electrode is made of a material such as C r (chromium), A 1 (aluminium), A u (gold) or the like, which has good adhesion to the p-type G a N-based layer
  • a method has been devised in which a window portion penetrating the electrode layer is provided in a part of the p-type ohmic electrode, and the p-type bonding electrode and the p-type G a N-based layer are directly bonded through this window portion. 6 9 7 5 7 2)
  • a P type ohmic electrode formed by forming a thick film metal layer which does not have translucency in a net shape, comb shape, meander shape, or another pattern having light-extractable windows As shown in FIG. 6, when the p-type ohmic electrode 5 is formed on the surface of the p-type G a N-based layer 4 and the p-type bonding electrode 7 is formed thereon, a part of the p-type bonding electrode 7 The adhesive strength of the p-type bonding electrode 7 is relatively good due to the fact that the p-type G a N-based layer 4 exposed to the window portion is directly adhered to the surface, which has been a problem in the past. There was no such thing.
  • the bond strength of the p-type bonding electrode is further improved so that the occurrence of defects is suppressed even if the line speed in the wire bonding process is increased. It is desirable to Also, if there is a p-type ceramic electrode below the p-type bonding electrode, that! A current is also injected into the p-type GaN-based layer from the type-morphic electrode, and light emission occurs in the light-emitting layer below it, but this light is hardly extracted outside because it is directly below the p-type bonding electrode . Therefore, there is a problem that the power consumed for the generation of the light is a loss and the light emission efficiency is lowered.
  • a p-type ohmic electrode using a thick film metal layer which does not have translucency has a problem that the metal film is likely to be peeled off from the p-type GaN-based layer because the rigidity of the metal film is high. .
  • an object of the present invention to provide the bonding strength of the p-type bonding electrode in a GaN-based LED using the p-type ceramic electrode in which the light transmitting metal layer is formed in a light extractable pattern. It is intended to improve the light emission efficiency while improving it.
  • Another object of the present invention is to solve the problem that the p-type ohmic electrode is easily peeled off from the p-type GaN-based layer.
  • the present invention adopts the following configuration in order to solve the above problems.
  • At least an n-type GaN-based semiconductor layer, a light-emitting layer composed of a GaN-based semiconductor, and a p-type GaN-based semiconductor layer are sequentially stacked on a substrate, and the light is emitted from the p-type GaN-based semiconductor layer side
  • a G a N-based light emitting diode serving as an observation surface a p-type ohmic electrode formed in a light extractable pattern formed of a metal layer having no translucency on the surface of the p-type G a N-based semiconductor layer
  • a p-type bonding electrode electrically connected to the p-type ceramic electrode is provided, and the p-type bonding electrode and the p-type GaN based semiconductor layer are not in ohmic contact with each other, and the p-type bonding electrode is provided.
  • a G a N based light emitting diode characterized in that the p-type ohmic electrode is not substantially formed under the electrode.
  • the p-type ohmic electrode has a laminated structure in which a p-d layer is formed to be in contact with the p-type G a N-based semiconductor layer, and an Au layer is formed thereon.
  • the p-type bonding electrode has a laminated structure in which a Ti layer is formed in contact with the p-type G a N-based semiconductor layer, and an Au layer is formed thereon.
  • the G a N-based light emitting diode as described in (2) above.
  • the G a N-based light emitting diode according to any one of the above (1) to (3), characterized in that the p-type ohmic electrode is formed in a net-like pattern.
  • the p-type G a N-based semiconductor layer has a corner portion, and the p-type bonding electrode is disposed so as not to face the corner portion.
  • the light extractable pattern is formed of a metal layer which does not have translucency! P-type bonding electrode and p-type bonding electrode so that p-type bonding electrode is not substantially formed under the p-type bonding electrode electrically connected to the p-type bonding electrode.
  • the area of the region in contact with the N-based layer is increased, and the ⁇ -type bonding electrode is firmly fixed.
  • the p-type ohmic electrode into a multilayer structure in which Au is stacked on P d as a base layer, it is possible to obtain good ohmic bonding and adhesive strength to the p-type G a N-based layer. Furthermore, the junction between the p-type bonding electrode and the p-type G a N-based layer disappears due to the p-type bonding electrode having a multilayer structure in which A i is laminated on T i as an underlayer. Therefore, light emission immediately below the p-type bonding electrode is suppressed, and the light emission efficiency is improved. At the same time, the adhesion between the p-type bonding electrode and the ⁇ -type G a N-based layer becomes good.
  • the lamination of Au improves the wettability with the solder, which improves the workability at the time of wire bonding.
  • the pattern of the p-type ohmic electrode is used.
  • the light emission efficiency is improved by using A 1 which has a high reflectance to light in the visible to near-ultraviolet region as the n-type electrode, and forms a good ohmic junction with the n-type G a N-based semiconductor.
  • FIG. 1 is a schematic view showing an example of the structure of a GaN-based LED according to the present invention.
  • Fig. 1 (a) is a view of the device from above, and
  • Fig. 1 (b) is a cross-sectional view of the device of Fig. 1 (a) taken from the side. The illustration of the p-type ceramic electrode pattern is omitted.
  • FIG. 2 is a view showing an example of a p-type ceramic electrode pattern in the present invention. Only a portion of the pattern is shown in the figure.
  • FIG. 3 is a schematic view showing an example of the p-type ohmic electrode and the p-type bonding electrode in the present invention.
  • the broken line indicates a region under the p-type bonding electrode where no p-type ohmic electrode is formed.
  • the illustration of the pattern of the p-type ohmic electrode is omitted.
  • FIG. 4 is a view for explaining the corner of a p-type G a N-based layer in the present invention.
  • FIG. 5 is a view for explaining the distance between the edge of the p-type bonding electrode and the edge of the p-type G a N-based layer in the present invention.
  • FIG. 6 is a schematic view showing an example of a conventional p-type ceramic electrode and a p-type bonding electrode. The illustration of the p-type ceramic electrode pattern is omitted.
  • 1 is a substrate
  • 2 is an n-type GaN-based layer
  • 3 is a light emitting layer
  • 4 is a p-type GaN-based layer
  • 5 is! 6) an n-type electrode; 7, a p-type bonding electrode; and 41 to 43, corner portions of a p-type G a N-based layer.
  • an n-type GaN-based layer 2 As shown in FIG. 1, in the GaN-based light emitting diode of the present invention, an n-type GaN-based layer 2, a GaN-based light emitting layer 3 and a ⁇ -type GaN-based layer 4 are sequentially stacked on a substrate 1 It has the following structure.
  • the substrate 1 is a sapphire substrate, and the n-type GaN-based layer 2 is S i A 1 G a N layer doped with n, a multiple quantum well active layer in which a plurality of I n G a N well layers and G a N barrier layers are stacked as the light emitting layer 3, a p-type G a N based layer
  • 4 is exemplified by a Mg-doped A 1 GaN layer, it is not limited thereto.
  • the light emitting layer 3 may have a single quantum well structure, and if necessary, additional GaN-based layers other than the above may be added.
  • the p-type GaN-based layer 4 is illustrated as one layer in FIG. 1, a portion in contact with the light-emitting layer 3 and a portion in contact with the p-type ceramic electrode 5 and a p-type GaN-based semiconductor having different compositions are used.
  • the structure may be divided into a p-type cladding layer and a p- type contact layer.
  • the element (diode) may partially include a structure made of a material other than the GaN-based material (such as the SiO 2 mask pattern described later).
  • the substrate 1 may be any substrate on which Ga N based semiconductor crystals can be epitaxially grown, for example, sapphire (C plane, A plane, R plane), SiC (6H, 4H, 3C), GaN , A 1 N, Si, spinel, ZnO, GaAs, NGO and the like.
  • the structure necessary for growing a high quality G a N-based crystal layer on the substrate 1 may be appropriately included, for example, a buffer layer (in particular, GaN, AIN, etc. grown at a low temperature, a so-called (Low temperature growth buffer layer), SiO 2 mask pattern on the substrate surface, forming a concave shape divided by the step, growth through selective lateral growth or formation of oblique facets
  • a buffer layer in particular, GaN, AIN, etc. grown at a low temperature, a so-called (Low temperature growth buffer layer)
  • SiO 2 mask pattern on the substrate surface, forming a concave shape divided by the step, growth through selective lateral growth or formation of oblique facets
  • vapor phase epitaxial growth methods such as MO C VD and HVPE can be used.
  • MO C VD and HVPE vapor phase epitaxial growth methods
  • the p-type ohmic electrode 5 formed on the surface of the p-type GaN-based layer 4 is formed of a light non-transmissive metal layer in a light extractable pattern.
  • the metal materials used for the p-type ohmic electrode 5 are In (indium), Ag (silver), Au (gold), Pt (platinum), Ir (iridium), Pd (palladium), Rh (rho Form good ohmic junctions with N-type GaN-based layers such as Ni, Ni (nickel), etc.
  • N-type GaN-based layers such as Ni, Ni (nickel), etc.
  • the thickness of the p-type ohmic electrode 5 may be a degree that does not have translucency, and if the force depending on the type of the metal material is 5 nm or more, the thin film structure changes from island to continuous. As well as having no light property, sufficient conductivity can be obtained. However, if it is too thick, peeling tends to occur, and a tendency tends to appear, and the yield may be deteriorated. Therefore, it is preferable to set it to 100 nm or less.
  • the p-type ohmic electrode 5 may be subjected to an annealing treatment after formation to improve the atomicity to the p-type G a N-based layer 4.
  • the most preferable material for the p-type ohmic electrode 5 is a laminate formed by forming a P d layer in contact with the p-type G a N layer and laminating A u on the p d layer. , Good ohmic bonding and adhesion strength to p-type G a N-based layer, and sufficient conductivity of the!) Type odd electrode layer itself is obtained.
  • the P d film in contact with the p-type G a N-based layer needs to have a thickness capable of obtaining the atomic property, and the thickness is preferably 5 nm to 500 nm. If it is too thick, it tends to be prone to peeling, which may deteriorate the yield, so 5 nm to 100 nm is more preferable. Furthermore, when forming a portion where the width of the electrode part and Z or window part is within 10 ⁇ m in the pattern from which light can be extracted, which will be described later, the shape accuracy becomes important. nm to 40 nm is most preferred. Take 5 ⁇ ⁇ ! A thickness of 40 nm is most preferable.
  • the Pd film is formed on a resist patterned to obtain a desired Pd film pattern by an electron beam evaporation method.
  • an electron beam evaporation method There is a method to form and then lift off, but if the film thickness is larger than 40 nm, the deposition time will be longer, and there is a possibility that deformation of the resist may occur due to radiation from the heat source that evaporates high melting point Pd. It is because there is.
  • the thickness of the A u layer formed on the P d layer there is no particular limitation on the thickness of the A u layer formed on the P d layer, but if it is too thick, it tends to be prone to peeling off and the yield may be deteriorated. 300 nm is preferable.
  • the resistance of the electrode ridge portion will not be too high. It is preferable to set it as nm-200 nm.
  • the film thickness of the laminate composed of P d and A u is preferably at least 100 nm.
  • the pattern spreads on the surface of the p-type G a N-based layer so that the electrode portion exhibits a net shape or a branched shape.
  • the pattern of the windows may be linear, curvilinear, dot-like or the like.
  • the shape of the window portion may be any square, polygon, circle, ellipse, irregular shape, etc.
  • the orientation or arrangement pattern of may be regular or random.
  • the example shown in FIG. 2 is a preferable example of the net-like pattern, and the electrode part has a net-like shape, and it has a grid-like pattern in which square windows are regularly arranged.
  • a pattern in which the electrode portion exhibits a branched shape (hereinafter, also simply referred to as “branched pattern”), for example, a pattern in which the electrode portion is branched and spread in a comb shape, a dendritic shape, or the like can be mentioned.
  • the pattern from which light can be extracted from the p-type ceramic electrode 5 may be a net-like pattern or a branched pattern, or may be a wedge-like, meander-like, or wave-like pattern, or a combination of these patterns. It is also good.
  • the area ratio of the electrode portion to the window portion (electrode portion: window portion) in the p-type ohmic electrode 5 is preferably in the range of 20:80 to 800: 20, Preferably it is 2 0: 8 0-5 0: 5 0.
  • the larger the area of the electrode part the larger the area of the part to which the current is injected to emit light, while the larger the area of the window part, the more advantageous it is for light extraction.
  • the light generated in the light emitting layer is isotropically spread, there is also light emitted directly outside the window without receiving any reflection inside the device, but a lot of light is emitted from the interface inside and outside the device (G a Interface between N-based crystal and air or molding resin), and After being repeatedly f-fed by the interface between the conductor layer and the substrate, the electrode layer provided on the G a N-based layer, etc., it is emitted out of the device.
  • a reflective layer consisting of a metal film or a dielectric multilayer film is provided on the surface of the substrate on which the Ga N-based layer is not laminated, or the surface of the substrate on which the Ga N-based layer is laminated is processed If a light scattering structure is formed at the refractive index interface between the N-type layers, the light propagation direction is reversed or bent, which promotes emission from the window of the p-type ceramic electrode. preferable.
  • the width of the electrode part which separates the adjacent window parts is not particularly limited in order to make the p-type ceramic electrode 5 a pattern capable of extracting light, but the light generated immediately below the electrode part is outside the element as the width is increased. It becomes difficult to be taken out.
  • the width of the electrode portion is too narrow with respect to the window portion, there is a problem that the area under the window portion where current is not injected becomes wide. Therefore, it is preferable to set the width of the electrode part separating the adjacent window parts to 0.5 to 10 zm.
  • the width of the electrode portion was 1 to 3 m, and the width of the window portion was 4 to 8 ⁇ .
  • the width of the electrode portion is preferably 10 ⁇ m or less when forming the ohmic electrode in a pattern that allows light extraction, but if the electrode pattern has few branches, the solvent during the wet process Leakage of the electrode part is apt to occur due to penetration or physical force exerted on the device during the process.
  • this problem becomes noticeable when a portion having an electrode width of 10 / m or less is extended over a length of 100 ⁇ or more without branches. It becomes.
  • the electrode portion is formed to be elongated and the tip is broken, but such a shape also tends to be easily peeled off. Therefore, when using the ⁇ -type ceramic electrode 5 as a pattern capable of extracting light, it is preferable to use a net-like pattern, and in particular, the windows can be uniformly dispersed and the photomask can be easily designed. Pattern is preferred.
  • the ⁇ -type ceramic electrode 5 formed in a light extractable pattern is a p-type G a ⁇ system
  • the p-type bonding layer 7 is preferably formed so as to extend over substantially the entire upper surface of the p-type G a N layer 4 except for a portion of the processing area required at the periphery of the layer 4. It is desirable not to form electrode 5 substantially. This is because current injection is also performed from the p-type ohmic electrode formed under the p-type bonding electrode 7 to the p-type G a N-based layer 4 therebelow, but most of the light generated thereby is This is because the power consumed to generate this light is lost because it is interrupted by the large type bonding electrode 7 and is not emitted to the light emission observation surface side. In addition, the current injected to the region other than below the p-type bonding electrode 7 is reduced, and the output is also reduced.
  • the area between the p-type bonding electrode 7 and the p-type ceramic electrode 5 is set so that the area of the p-type ceramic electrode 5 sandwiched between the p-type bonding electrode 7 and the p-type G a N-based layer 4 is as small as possible. It is desirable to minimize the wrap as long as the necessary conduction between these electrodes is ensured.
  • the area where the ⁇ -type bonding electrode 7 and the p-type ceramic electrode 5 overlap force The area of the p-type bonding electrode 7 3 to 2 It is preferable to make it 0%.
  • the fact that the p-type ohmic electrode 5 is not substantially formed under the p-type bonding electrode 7 means that the normal lap of both electrodes is in this range. Also, since both electrodes are made of metal materials, even if the contact area is relatively small, conduction between both electrodes is good, but in order to obtain better conduction, the overlap area is 300 to 4 70 0 Aim 2 is more preferred.
  • Fig. 3 shows a circular area in which the p-type ohmic electrode 5 is not formed at all under the circular p-type bonding electrode 7 in order to achieve such overlap between the p-type bonding electrode and the p-type ohmic electrode. This is an example in which a region enclosed by a broken line is provided. In FIG. 3, the illustration of the pattern of the p-type ohmic electrode is omitted.
  • the p-type ceramic electrode 5 is formed into a pattern that allows light extraction, as in this work, even if the overlap between the p-type bonding electrode 7 and the p-type ceramic electrode 5 is not intentionally limited,
  • the p-type ohmic electrode completely covers the p-type GaN-based layer because the ⁇ -type bonding electrode 7 and the p-type GaN-based layer 4 are in direct contact with each other through the window of
  • the p-type bonding electrode can be firmly fixed as compared with the case where the p-type bonding electrode is formed. This is the latter!
  • the p-type ohmic electrode 5 is not substantially formed under the p-type bonding electrode 7
  • the interface between the p-type G a N-based layer and the p-type bonding electrode is p-type G a N-Based Layer Since the area to be formed only by the Zp-type bonding electrode is increased, the p-type bonding electrode can be fixed more firmly.
  • T i titanium
  • T a tantalum
  • C r chromium
  • M o molybden
  • a 1 aluminum
  • W Mention may be made of metals such as (tungsten).
  • these metals may be used as a lower layer, and a metal or an alloy of these metals having good conductivity such as Pd, Ni, Pt, Au, or Ag may be further stacked thereon.
  • the p-type bonding electrode 7 preferably has good adhesion to the p-type active electrode 5 as well. Thereby, the fixation of the p-type bonding electrode 7 and the conduction between the p-type bonding electrode 7 and the ohmic electrode 5 are further promoted.
  • the p-type bonding electrode 7 is formed of Ti, or the lowermost layer is Ti, on which a metal such as Pd, Ni, Pt, Au, Ag, or an alloy thereof is laminated. It is preferable to set it as the structure.
  • the p-type ohmic electrode 5 preferably has a laminated structure of P d / Au.
  • the p-type bonding electrode 7 preferably has a laminated structure of Ti and Au, and By doing this, good adhesion of the p-type bonding electrode 7 can be obtained.
  • the reason why the good adhesion of the type bonding electrode 7 can be obtained is not always clear, but the interface between the p-type ceramic electrode 5 and the p-type bonding electrode 7 is configured as Au / Ti / Au. From this, it is speculated that this is due to the good adhesion between Ti and Au.
  • the uppermost layer is Au, the wettability with the solder is improved, and the workability at the time of wire bonding is improved.
  • the p-type bonding electrode 7 may be formed into any planar shape such as a square, a rectangle, a circle, an ellipse, etc., but a circular shape so as to prevent light extraction as much as possible while securing an area necessary for wire bonding. Is most preferable. Since a circular space with a diameter of about 50 to 100 ⁇ is sufficient for wire ponding, the ⁇ bonding electrode should have at least an area that can surround this circular space, and the yield of the wire-one bonding process is also In consideration, for example, it is preferable to form a circle having a diameter of 70 to 150 m, or a square having a length of 70 to 150 im.
  • the thickness of the p-type bonding electrode 7 is preferably 50 nm or more so that the p-type bonding electrode itself is not broken at the time of wire bonding and the p-type ceramic electrode does not receive a large damage. Is 1 O 0 to 10 It is 00 nm.
  • the bottom layer is Ti
  • a metal such as P d, N i, P t, Au, Ag, or an alloy of these is laminated as the structure of the p-type bonding electrode 7.
  • the thickness of the Ti layer may be 5 nm to 50 nm so that the adhesion between the Ti layer and the p-type G a N-based layer can be obtained. However, if it is too thick, peeling tends to occur, a tendency tends to appear, and the yield may deteriorate, so 5 nm to 10 nm is more preferable.
  • the film thickness is large, the deposition time will be long, and radiation from the heat source that evaporates the high melting point Ti may alter the resist for patterning the p-type bonding electrode, so 5 nm It is more preferable to set it as -50 nm.
  • the thickness of the Au layer is not particularly limited, but if it is too thick, peeling tends to occur and yield is increased. Because there is a risk of deterioration, ⁇ ⁇ ⁇ !! It is preferable to set to lO O O nm.
  • the shapes and arrangements of the LED element, the p-type GaN-based layer, the p-type bonding electrode, and the p-type ceramic electrode referred to in this description are all the shapes and arrangements as viewed from above the substrate.
  • the arrangement of the p-type bonding electrode 7 is not particularly limited. However, in order to prevent the feed wire bonded to the p-type bonding electrode 7 from becoming an obstacle blocking the emitted light when it is mounted, the p-type bonding electrode 7 may be used.
  • the bonding electrode 7 is preferably formed on the periphery of the p-type G a N-based layer 4 as much as possible.
  • the shape of the light emitting region of the LED element be a shape having high rotational symmetry, in view of the light distribution characteristics.
  • the area where the p-type bonding electrode is formed is a non-emission area for an LED whose light emission observation surface is the p-type GaN-based layer side. If the n-type electrode region is formed by removing a part of the p-type G a N-based layer, for example, the n-type electrode formation region and the p-type bonding electrode formation region It is preferable to arrange in the position which becomes substantially point-symmetrical with respect to center part. Furthermore, when the shape of the p-type bonding electrode 7 is circular or elliptical, the p-type bonding electrode 7 is used!
  • the corner of the p-type GaN-based layer means the portion 41 of the corner of the square p-type GaN-based layer 4. If part of the p-type GaN-based layer 4 is removed in the form of a notch as shown in FIG. 4 (b) (c) for the formation of an n-type electrode etc., the notch is removed. It shall include corners 42 and 43 formed by the formation of parts.
  • the p-type bonding electrode 7 does not face the corner, it means that at least one of the two edges of the p-type GaN system layer 4 corresponding to the two sides forming the corner and the p-type bonding electrode It means that the distance to the edge is greater than 2 0 fm. Conversely, if the distance between the two edges of the P-type G a N-based layer corresponding to the above two sides and the edge of the p-type bonding electrode is less than 20 ⁇ ⁇ ⁇ , then ⁇ -type The bonding electrode faces the corner. The distance here is, as shown in Fig. 5, the edge of the ⁇ -type G a ⁇ system layer 4! ) The distance at the portion where the edge of the type bonding electrode 7 is closest to the edge.
  • the inside of the p-type ohmic electrode 5 An electrode portion bonded to the p-type G a N-based layer 4 is provided only in a narrow region surrounded by the two edges of the p-type G a N-based layer 4 sandwiching the corner and the p-type bonding electrode 7 It will be. If the p-type ohmic electrode 5 has such a portion, it is likely to exfoliate due to the penetration of the solvent during the wetting process or the physical force applied to the device, which affects the yield.
  • the p-type ohmic electrode is not formed in this area, such a problem can be avoided, but the light-emitting area becomes narrower than in the case where the p-type bonding electrode is provided so as not to face the corner portion. And the output drops.
  • a conventionally known method can be referred to for the formation of the n-type electrode 6 for injecting current into the n-type G a N-based layer 2, and in the case of using an insulating substrate, the p-type GaN-based layer 4
  • the n-type electrode 6 may be formed on the surface of the n-type G a N-based layer 2 exposed by etching until the part of the n-type G a N-based layer 2 is exposed from the side.
  • the substrate 1 has conductivity, it is possible to provide an electrode on the substrate surface on which the GaN-based semiconductor layer is not formed.
  • the material is not particularly limited as long as it can form an ohmic junction with the n-type GaN-based semiconductor.
  • the n-type electrode 6 also be made of a material having a high reflectance to light in the visible to near-ultraviolet region.
  • the n-type electrode may be formed of only the A1 layer, or the A1 layer is formed in contact with the n-type GaN layer 2, and the Pt layer is formed thereon. It may be a laminated structure in which a Z and A u layer is formed.
  • the thickness of the A 1 layer to be used as the n-type electrode 6 is not particularly limited as long as it is a thickness at which the ceramic characteristics and adhesion can be obtained, but 5 ⁇ ! It is preferable to set it as -500 nm. If it is too thin, adhesion may not be obtained, and the strength at the time of wire bonding may decrease, and a sufficiently high light reflectance may not be obtained. It is more preferable to do.
  • a 2-inch diameter C-plane sapphire substrate was attached to the MO VP E device and 1 100 in a hydrogen atmosphere.
  • the temperature was raised to C, and the thermal etching was performed. Thereafter, the temperature is lowered to 330 ° C., trimethylgallium (hereinafter referred to as TMG) as a group 3 raw material and A 20 nm thick A 1 G a N low temperature formed buffer layer was grown using trimethyl aluminum and flowing ammonia as the N source.
  • TMG trimethylgallium
  • the temperature is raised to 1000 ° C., TMG and ammonia are flowed as raw materials, and an undoped Ga N crystal layer is grown to 2 m, then Si H 4 is further flowed and Si doped n-type Ga N contact The layer was grown to 3 ⁇ .
  • a GaN barrier layer thickness l Onm
  • InGaN well layer emission wavelength 3 80 nm
  • the light emitting layer was formed by laminating six cycles of the pair with the In composition O. 03, thickness 3 nm).
  • the grid pattern is a pattern in which square windows of 6 / m on a side are separated by 2 ⁇ wide electrodes and regularly arranged, that is, 2 m wide electrodes in any of two orthogonal directions,
  • the windows of width 6 111 where the p-type GaN contact layer is exposed are in the form of an orthogonal mesh having a structure alternately repeated.
  • the photomask for pattern formation on the ⁇ -type ceramic electrode was designed such that substantially no p-type ceramic electrode was formed under the p-type bonding electrode. Since the ⁇ -type mounting electrode is formed into a circular shape with a diameter of 100 / zm, the p-type ceramic electrode is prevented from being formed in the lower circular region of 80 m in diameter. By this, the overlap between the p-type bonding electrode and the p-type ceramic electrode was made to be about 1 240 m 2 . This corresponds to about 16% of the area of the p-type bonding electrode.
  • a resist layer depicting the above pattern is formed on the surface of the p-type G a N contact layer beforehand, and a 20 nm thick P d layer and a 200 nm thick Au layer are formed thereon. , In this order, it was formed by electron beam evaporation. Thereafter, the resist layer was lifted off to obtain a p-type ohmic electrode having a predetermined pattern formed thereon. Then, by reactive etching using a C 1 2 gas, a portion of the p-type GaN-based layer Oyopi emitting layer is etched away, it was exposed to the n-layer. A 300 nm thick Al layer was vapor deposited on the exposed n layer by heat of resistance port to form an n-type electrode.
  • a p-type bonding electrode was formed to cover the circular area where the p-type ohmic electrode was not formed.
  • the p-type bonding electrode was formed by laminating in order from the p-type GaN contact layer side, a Ti layer of 30 nm in thickness and an Au layer of 300 nm in thickness by electron beam deposition.
  • the sapphire substrate was polished to a thickness of 90 m, and device separation was performed to obtain an LED.
  • This LED as shown in FIG. 1 (a), is disposed at a position where the p-type bonding electrode does not face the corner of the p-type G a N contact layer, and from the substantially square element surface
  • the electrode arrangement is such that the shape of the light emitting region excluding the mold bonding electrode portion and the n-type electrode forming portion is substantially H-type.
  • the LED manufactured by the above method was die-bonded to a stem base, and then made conductive by wire bonding, and the device characteristics were measured.
  • the device characteristics were: emission center wavelength: 80 nm, output: 5 mW, forward voltage: 3.2 V showed that.
  • emission center wavelength: 80 nm emission center wavelength: 80 nm
  • output: 5 mW output: 5 mW
  • forward voltage: 3.2 V showed that.
  • Example 2 An LED was produced in the same manner as in Example 1 except that the p-type ohmic electrode (P d / Au) in a lattice pattern was formed also in the region under the p-type bonding electrode in Example 1.
  • the p-type ohmic electrode (P d / Au) in a lattice pattern was formed also in the region under the p-type bonding electrode in Example 1.
  • the device characteristics of this LED were measured in the same manner as in Example 1. As a result, the device characteristics of an emission center wavelength of 380 nm, an output of 4.5 mW and a forward voltage of 3.15 V were shown. As a result of evaluating the wire bonding properties of this element, two of the 100 elements having a wire pull strength of 10 g or less were included.
  • Example 2 In Example 1, the p-type ceramic electrode was formed in a comb-like pattern (The electrode part corresponding to the “teeth” of the comb is in a stripe shape with a width of 10 m, and the area of the window part and the electrode part): The LED was prepared in the same manner as in Example 1 except that it was the same as in 1.). The element characteristics and wire bondability of this LED were substantially equivalent to those of Example 1, but peeling of the p-type ceramic electrode of the comb-like pattern was likely to occur during the process, and the yield was reduced compared to Example 1. .
  • Example 1 an LED was produced in the same manner as in Example 1 except that the p-type bonding electrode and the n-type electrode were disposed close to two corner portions which are diagonal positions on the substantially square element surface, respectively. did.
  • the distance between the edge of the circular p-type bonding electrode and the edge of the p-type G a contact layer corresponding to the two sides sandwiching the corner where the p-type bonding electrode is disposed is 2 0/0 ⁇ in all cases. . Therefore, the ⁇ -type landing electrode is disposed facing the corner of the ⁇ -type G a N-based layer.
  • Example 1 The element characteristics of this LED were substantially the same as those of Example 1 in terms of force S and force S, and peeling of the p-type ohmic electrode at the corner where the p-type bonding electrode was formed in the process occurs. The yield was reduced compared to Example 1.
  • the G a N-based light emitting diode of the present invention is a G a N-based light emitting diode using a p-type ceramic electrode in which a metal layer having no light transmission property is formed in a light extractable pattern. It is characterized in that the electrode and the p-type GaN based semiconductor layer are prevented from forming an ohmic junction, and the p-type ceramic electrode is not substantially formed below the p-type bonding electrode. According to the G a N-based light emitting diode of the present invention, it is possible to realize a G a N-based light emitting diode having high adhesion strength of a p-type bonding electrode and high luminous efficiency and high output.
  • the adhesion strength of the p-type bonding electrode is high, and high light emission Efficiency and high An output can be obtained, and a higher-performance GaN-based light emitting diode can be realized, in which the p-type ceramic electrode is less likely to peel off from the p-type GaN-based semiconductor layer.

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Abstract

本発明は、基板の上に少なくともｎ型ＧａＮ系半導体層と、ＧａＮ系半導体からなる発光層と、ｐ型ＧａＮ系半導体層とを順に積層し、そのｐ型ＧａＮ系半導体層側を発光観測面とするＧａＮ系発光ダイオードにおいて、ｐ型ＧａＮ系半導体層表面に、透光性を有さない金属層からなる光取出し可能なパターンに形成されたｐ型オーミック電極と、該ｐ型オーミック電極と電気的に接続されるｐ型ボンディング電極とを設ける一方、該ｐ型ボンディング電極を該ｐ型ＧａＮ系半導体層とはオーミック接合しないようにし、かつ、ｐ型ボンディング電極の下にはｐ型オーミック電極を実質的に形成しない構成にしたＧａＮ系発光ダイオードに関する。当該ＧａＮ系発光ダイオードによれば、ｐ型ボンディング電極の接着強度が高く、しかも、高発光効率及び高出力を示すＧａＮ系発光ダイオードを実現できる。

Description

明 細 書
GaN系発光ダイオード
技術分野
本発明は、 GaN系発光ダイオードに関する。 更に詳しくは、 基板上に GaN 系半導体層が積層された側を発光観測面とする、 GaN系発光ダイオードに関す る。
背景技術
G a N系発光ダイォードは、 基板の上に少なくとも n型 G a N系半導体層と、 GaN系半導体からなる発光層と、 p型 GaN系半導体層とが、 順に積層された 構造を有する発光ダイオード （LED) であって、 発光層に用いられる GaN系 半導体の組成を選択することによって、 赤色〜紫外に至る短波長光を発光させる ことが可能である。
GaN系半導体は、 式 A 1 a I n ¾Ga丄— a bN (0≤a≤ 1, 0≤b≤ 1 0 ≤a + b≤ 1)で決定される 3族窒化物からなる化合物半導体であって、例えば、 G a N、 I n G a N、 A 1 G a N、 A 1 I n G a N、 A 1 N、 I n Nなど、 任意 の糸且成のものが例示される。 以下、 「GaN系半導体」 を単に 「GaN系」 とも呼
G a N系 LEDの製造において (ま、 p型 G a N系層を形成するために必要な処 理の関係から、 n型 GaN系層、 猪光層、 p型 G a N系層の順に積層される。 通 常は！)型 GaN系層の抵抗が高いために、 p型 G a N系層上に設けられる p型ォ ーミック電極から p型 GaN系層を介しての発光層への電流注入は、 ほとんど!） 型ォーミック電極直下でしか起こらない。 従って、 発光領域を広くするために P 型 GaN系層 （p型コンタクト層） の表面が可能な限り覆われるように、 p型ォ 一ミック電極が設けられる。 そのため、 透光性電極が開発される以前、 透光性を 有さない厚膜の金属電極が用いられていたときは、 発光層で発生した光を、 透明 基板の側から取出す方式が採られていた。
その後、 半導体からなる透明導電膜や、 透光性となる程度の薄膜に形成した金 属電極を P型ォーミック電極とすることにより、厚いサファイア基板を通さずに、 G a N系層を積層した側を発光観測面として光を取り出す方法が考案され、 実用 化されている （特開平 6— 3 1 4 8 2 2 )。
し力 し、 透光性電極には、 わずかな厚みの変動によりその光透過率が変動し、 また薄膜形成後の熱処理、 熱処理時の雰囲気によっても光透過率が変動するため に、 特性を安定させることが難しいという問題があった。 そこで、 p型 G a N系 半導体とォーミック接合する金属からなる、 透光性を有さない厚膜の p型ォーミ ック電極を、 ネット状、 クシ状、 ミアンダ状、 又はその他の光取出しが可能なパ ターンに形成し、 P型 G a N系層の露出部分を光取出し用の窓部とする方法が考 案されている （特開平 5— 3 3 5 6 2 2、 特開 2 0 0 0— 2 1 6 4 3 1 ) また、 G a N系 L E Dでは、 p型ォーミック電極上に、 実装の際のワイヤーポ ンディングの接点とされる p型ボンディング電極が形成される。 ワイヤーボンデ イング時には、 ワイヤーを介してボンディング電極に引張り力が加わるために、 金属薄膜からなる透光性 P型ォーミック電極を用いた場合には、 この p型ポンデ ィング電極と p型ォーミック電極の間の接着が剥がれたり、 または p型ォーミッ ク電極が p型 G a N系層（ p型コンタクト層）から剥がれるという問題があった。 そこで、対策として、 p型ボンディング電極を C r (クロム）、 A 1 (アルミニゥ ム）、 A u (金） など、 p型 G a N系層との接着性が良好な材料により構成すると ともに、 p型ォーミック電極の一部に電極層を貫通する窓部を設け、 この窓部を 通して p型ボンディング電極と p型 G a N系層を直接接着させる方法が考案され ている （特許第 2 6 9 7 5 7 2号）
一方、 透光性を有さない厚膜金属層をネット状、 クシ状、 ミアンダ状、 又はそ の他の光取出しが可能な窓部を有するパターンに形成してなる P型ォーミック電 極の場合、 図 6に示すように、 p型ォーミック電極 5を p型 G a N系層 4の表面 に形成し、 その上に p型ボンディング電極 7を形成したとき、 p型ボンディング 電極 7の一部が、 窓部に露出した p型 G a N系層 4に直接接着されること力 ら、 p型ボンディング電極 7の接着強度は比較的良好となり、 これまで問題にされる ことがなかった。 し力、し、 GaN系 LEDの生産効率や歩留まりを更に上げるた めには、 ワイヤーボンディング工程のライン速度を上げても不良の発生が抑制さ れるよう、 p型ボンディング電極の接着強度を更に向上させることが望ましい。 また、 p型ボンディング電極の下に p型ォーミック電極が存在すると、 その！） 型ォーミック電極からも p型 GaN系層に電流が注入され、 その下の発光層で発 光が生じるが、 p型ボンディング電極の直下であることから、 この光はほとんど 外部には取り出されない。 そのため、 この光の発生に消費された電力は損失とな り、 発光効率の低下を招くという問題があった。
更に、 透光性を有さない厚膜金属層を用いた p型ォーミック電極は、 金属膜の 剛性が高くなるために p型 GaN系層から剥がれ易いという問題があり、 改善が 望まれている。
発明の開示
上記事情に鑑み、 本発明の課題は、 透光性を有さない金属層が光取出し可能な パターンに形成された p型ォーミック電極を用いた GaN系 LEDにおいて、 p 型ボンディング電極の接着強度を向上させるとともに、 発光効率の向上を図るこ とである。 また、 かかる p型ォーミック電極が p型 GaN系層から剥離し易いと いう問題の解決を図ることである。
本発明は上記課題を解決するために以下の構成を採る。
(1) 基板の上に少なくとも n型 GaN系半導体層と、 GaN系半導体からなる 発光層と、 p型 GaN系半導体層とが順に積層されており、 その p型 GaN系半 導体層側を発光観測面とする G a N系発光ダイォードにおいて、 前記 p型 G a N 系半導体層表面には、 透光性を有さない金属層からなる光取出し可能なパターン に形成された P型ォーミック電極と、 その P型ォーミック電極と電気的に接続さ れる p型ボンディング電極が設けられており、 その p型ボンディング電極と前記 p型 GaN系半導体層とはォーミック接合していないとともに、 その p型ボンデ ィング電極の下には前記 p型ォーミック電極が実質的に形成されていないことを 特徴とする G a N系発光ダイォード。 (2) 前記 p型ォーミック電極が、 前記 p型 G a N系半導体層に接するように P d層を形成し、 その上に Au層を形成してなる積層構造であることを特徴とする 上記 （1) 記載の G a N系発光ダイオード。
(3) 前記 p型ボンディング電極が、 前記 p型 G a N系半導体層に接するように T i層を形成し、 その上に Au層を形成してなる積層構造であることを特徴とす る上記 （2) 記載の G a N系発光ダイオード。
(4) 前記 p型ォーミック電極がネット状パターンに形成されたことを特徴とす る上記 （1) 〜 （3) のいずれか一つに記載の G a N系発光ダイオード。
(5) 前記 p型 G a N系半導体層が角部を有し、 前記 p型ボンディング電極をそ の角部に面しないように配置したことを特徴とする上記 (1) 〜 （3) のいずれ か一つに記載の G a N系発光ダイォード。
(6) 前記 n型 G a N系半導体層の一部が露出され、 前記 n型 G a N系半導体層 のその露出された部分に接して A 1からなる n型電極が形成されたことを特徴と する上記 （1) 〜 （5) のいずれか一つに記載の G a N系発光ダイオード。 本発明では、 透光性を有さない金属層からなる、 光取出し可能なパターンに形 成された！)型ォーミック電極を用いるが、 p型ォーミック電極と電気的に接続さ れる p型ボンディング電極の下に、 p型ォーミック電極を実質的に形成しないた めに、 p型ボンディング電極と p型 G a N系層が接する領域の面積が大きくなり、 ρ型ボンディング電極が強固に固定される。 また、 p型ォーミック電極を、 P d を下地層として、 その上に Auを積層した多層構造とすることによって、 p型 G a N系層に対する良好なォーミック接合と接着強度が得られる。 更に、 p型ボン デイング電極を、 T iを下地層として、 その上に A uを積層した多層構造とする ことによって、 p型ボンディング電極と p型 G a N系層との接合がォーミックで なくなるため、 p型ボンディング電極直下での発光が抑止され、 発光効率が向上 する。 また、 同時に、 p型ボンディング電極と ρ型 G a N系層との接着力が良好 となる。 更に、 A uの積層によってハンダとのぬれ"生が良くなるため、 ワイヤー ボンディング時の作業性が向上する。 また、 p型ォーミック電極のパターンとし て、 p型 GaN系層からの剥離が生じ易い形状の部分を設けないことにより、 製 造工程での取り扱いが容易になり、 歩留りや安定性が向上する。 また、 n型電極 として可視〜近紫外領域の光に対する反射率が高く、 かつ n型 G a N系半導体と 良好なォーミック接合を形成する A 1を用いることにより、発光効率が向上する。
図面の簡単な説明
図 1は、 本発明における G a N系 LEDの構造の一例を示す模式図である。 図 1 (a) は素子を上方から見た図、 図 1 (b) は図 1 (a) の素子の鎖線部にお ける断面を側方から見た図である。 なお、 p型ォーミック電極のパターンの図示 は省略している。
図 2は、本発明における p型ォーミック電極のパターンの一例を示す図である。 図ではパターンの一部分だけを示している。
図 3は、 本発明における p型ォーミック電極と p型ボンディング電極の一例を 示す模式図である。 破線内は p型ボンディング電極の下の、 p型ォーミック電極 が全く形成されていなレ、領域を示す。 なお、 p型ォ一ミック電極のパターンの図 示は省略している。
図 4は、 本発明における、 p型 G a N系層の角部を説明する図である。 図 5は、 本発明における、 p型ボンディング電極の縁と p型 G a N系層の縁部 との距離を説明する図である。
図 6は、 従来の p型ォーミック電極と p型ポンディング電極の一例を示す模式 図である。 なお、 p型ォーミック電極のパターンの図示は省略している。 これらの図において、 1は基板、 2は n型 GaN系層、 3は発光層、 4は p型 GaN系層、 5は！)型ォーミック電極、 6は n型電極、 7は p型ボンディング電 極、 4 1〜43は p型 G a N系層の角部を示す。
発明の詳細な説明
図 1に示すように、 本発明の GaN系発光ダイオードは、 基板 1上に、 n型 G a N系層 2と、 GaN系発光層 3と、 ρ型 G a N系層 4とが順に積層された構造 を有している。 基板 1としてはサファイア基板、 n型 GaN系層 2としては S i がドープされた A 1 G a N層、 発光層 3としては I n G a N井戸層と G a N障壁 層がそれぞれ複数層積層されてなる多重量子井戸活性層、 p型 G a N系層 4とし ては Mgがドープされた A 1 GaN層が例示されるが、 これに限られるものでは ない。 発光層 3は単一量子井戸構造であってもよいし、 必要に応じて上記以外の さらなる G a N系層が加えられてもよレ、。
また、 図 1では p型 GaN系層 4が 1つの層として図示されているが、 発光層 3と接する部分と p型ォーミック電極 5と接する部分と力 それぞれ組成の異な る p型 GaN系半導体からなる p型クラッド層、 P型コンタクト層に分力れた構 成であってもよい。
また、 素子 （ダイオード） 内には、 GaN系材料以外の材料からなる構造 （後 述の S i O2マスクパターンなど） を部分的に含んでいてもよい。
基板 1は、 G a N系半導体結晶がェピタキシャル成長し得る基板であればよく、 例えば、サファイア （C面、 A面、 R面）、 S i C (6H、 4H、 3C)、 G a N、 A 1 N、 S i、 スピネル、 ZnO、 GaAs、 NGOなどが挙げられる。
基板 1上に高品質な G a N系結晶層を成長させるために必要となる構造を適宜 含んでいてもよく、 例えば、 バッファ層 （特に、 GaN、 A I Nなどを低温で成 長させた、 所謂、 低温成長バッファ層） の介在、 基板面に S i O2マスクパター ンゃ、 段差によって区画された凹 ΰ形状を形成し、 選択横方向成長や斜めファセ ットの形成を経由しての成長を行うことによって、. GaN系結晶中の転位密度を 低下させる構造などが挙げられる。
基板 1上に G a N系半導体の積層構造を形成する方法としては、 MO C VD、 HVPE等、 従来公知の気相ェピタキシャル成長法を用いることができる。 本発明では、 p型 GaN系層 4の表面に形成する p型ォ一ミック電極 5を、 透 光性を有さない金属層を光取出し可能なパターンに形成したものとする。
かかる p型ォーミック電極 5に用いる金属材料は、 I n (インジウム）、 A g (銀)、 Au (金)、 P t (白金)、 I r (イリジウム）、 P d (パラジウム）、 Rh (ロジ ゥム）、 N i (ニッケル）等の] D型 GaN系層との間で良好なォーミック接合を形 成することが知られているものであれば特に制限されず、 これらの金属の単体あ るいは合金を用いることができ、 また、 一層のみとしても良いし、 あるいは積層 構造とすることも可能である。
p型ォーミック電極 5の厚みは、 透光性を有さない程度であれば良く、 金属材 料の種類にもよる力 5 n m以上とすれば、薄膜の構造が島状から連続的となり、 透光性を有しなくなるとともに、 十分な導電性が得られる。 ただし、 厚くし過ぎ ると、 剥れが生じ易レ、傾向が現れて歩留まりが悪ィ匕する恐れがあるので、 1 0 0 0 n m以下とすることが好ましい。
p型ォーミック電極 5は、 p型 G a N系層 4に対するォーミック性を向上させ るために、 形成後にアニーリング処理を行ってもよい。
p型ォーミック電極 5の材料として最も好ましいのは、 p型 G a N層と接して P d層を形成し、その上に A uを積層してなる積層体であり、該積層体によれば、 p型 G a N系層に対する良好なォーミック接合と接着強度、 および!)型ォ一ミッ ク電極層自体の十分な導電性が得られる。
p型 G a N系層と接する P d膜はォーミック特性が得られる厚みが必要であり、 その厚みは 5 n m〜5 0 0 n mが好ましい。 し力 >し、 厚くし過ぎると剥れが生じ 易い傾向が現れて歩留まりが悪化する恐れがあるので、 5 n m〜 1 0 0 n mがよ り好ましい。 更に、 後述の光取出しが可能なパターンの中に電極部及ぴ Z又は窓 部の幅が 1 0 μ m以内となる部分を形成する場合、 形状精度が重要となることか ら、 厚みは 5 n m〜4 0 n mが最も好ましい。 かかる 5 η π！〜 4 0 n mの厚みが 最も好ましいのは、 P d膜にパターン形成する方法として、 所望の P d膜パター ンが得られるべくパター-ングしたレジスト上に、 電子ビーム蒸着法で P d膜を 形成し、 その後リフトオフする方法があるが、 膜厚を 4 0 n mより大きくすると 成膜時間が長くなり、 高融点の P dを蒸発させる熱源からの輻射によって、 レジ ストの変形が生じる可能性があるためである。
P d層の上に形成する A u層の厚みには特に制限はないが、 厚くしすぎた場合 は剥れが生じやすい傾向が現れて歩留まりが悪化する恐れがあるので、 5 n m〜 3 0 0 n mが好ましい。 また、 後述の光取出しが可能なパターンの中に、 電極の 最も狭い部分の幅が 1 0 m以下となる部分を形成する場合には、 電極內部の抵 抗が高くなりすぎないよう、 5 0 n m〜2 0 0 n mとすることが好ましい。
P dと A uからなる積層体の膜厚は 1 0 0 n m以上が好ましい。
p型ォーミック電極 5を光取出しが可能なパターンに形成する場合、 該パター ンは電極部がネット状または分岐状を呈するように p型 G a N系層表面に広がり、 電極部と p型 G a N系層が露出する窓部とが組み合わされた状態となるものであ ればよく、 規則的パターン、 不規則的パターン、 またはこれらが混在するものが 挙げられる。 また、 窓部のパターンとしては、 直線的、 曲線的、 ドット状等が挙 げられる。
電極部がネット状を呈するパターン （以下、 単に 「ネット状パターン」 ともい う。） の場合、 窓部の形状が任意の四角形、 多角形、 円、楕円、異形等であっても よく、 窓部の向きや配列パタ一ンは規則的であつてもランダムであってもよい。 図 2に示す例はネット状パターンの好適例であり、 電極部がネット状を呈し、 方 形の窓部が規則的に配列した格子状パターンとなっている。 また、 電極部が分岐 状を呈するパターン （以下、 単に 「分岐状パターン」 ともいう。） としては、例え ば、電極部がクシ状、樹枝状、放射状等に分岐して広がるパターンが挙げられる。 なお、 p型ォーミック電極 5の光取出しが可能なパターンとしては、 ネット状 パターンや分岐状パターンの他、 禍卷状、 ミアンダ状、 波状等のパターンでもよ く、 またこれらパターンの組合せであってもよい。
p型ォ一ミック電極 5 (光取出しが可能なパターン） における電極部と窓部の 面積比 （電極部：窓部） は 2 0 ： 8 0〜8 0 ： 2 0の範囲内が好ましく、 より好 ましくは 2 0 ： 8 0〜5 0 ： 5 0である。 電極部の面積が大きいほど、 電流が注 入されて発光する部分の面積が大きくなる一方、 窓部の面積が大きいほど、 光の 取り出しには有利に働く。 発光層で発生する光は等方的に広がるため、 素子内部 で一度も反射を受けずに直接窓部から外部に出射される光もあるが、多くの光は、 素子内外の界面 （G a N系結晶と空気やモールド樹脂との界面） や、 G a N系半 導体層と基板の界面、 G a N系層上に設けられた電極層等によって、 何度も反 f を受けた後に素子外に出射される。 基板の G a N系層を積層しない側の表面に、 金属膜あるいは誘電体多層膜からなる反射層を設けたり、 G a N系層を積層する 基板の表面に凹凸加工を施し、 基板と G a N系層の間の屈折率界面で光散乱が生 じる構造を形成すると、 光の伝播方向が反転されたり曲げられることで、 p型ォ ーミック電極の窓部からの出射が促進され、 好ましい。
p型ォーミック電極 5を光取出しが可能なパターンとするにあたり、 隣り合う 窓部を隔てる電極部の幅は特に制限されないが、 この幅を広くする程、 電極部の 直下で発生した光が素子外部に取り出され難くなる。 一方で、 窓部に対して電極 部の幅を狭くし過ぎると、 窓部下方の電流が注入されない領域が広くなるという 問題がある。 そこで、 隣り合う窓部を隔てる電極部の幅は 0 . 5〜1 0 z mとす ることが好ましい。 本発明者等の検討結果によれば、 図 2の例ような方形の窓部 が規則的に配列された格子状パターンである場合、発光効率が最も高くなるのは、 隣り合う窓部を隔てる電極部の幅を 1〜3 m、 窓部の幅を 4〜8 μ ιηとしたと きであった。
このように！)型ォーミック電極を光取出しが可能なパターンに形成するとき、 電極部の幅は 1 0 μ m以下とすることが好ましいが、 当該電極パターンに枝分か れが少ないと、 ウエットプロセス中の溶媒の侵入や、 工程中に素子にカ卩わる物理 的な力によって、 電極部の剥離が生じやすレ、。 特に、 電極をストライプ状パター ンとする場合などに、 電極幅 1 0 / m以下の部分が 1 0 0 μ πι以上の長さに渡つ て枝分かれなく延びた部分を設けると、 この問題は顕著となる。 また、 クシ状や 放射状パターンでは、 電極部が細長く延び、 かつ先端が途切れた形状に形成され るが、 このような形状も剥離し易い傾向がある。 そこで、 ρ型ォーミック電極 5 を光取出しが可能なパターンとする場合、ネット状パターンとするのが好ましく、 特に、 窓部を一様に分散させることができ、 フォトマスクの設計も容易な、 格子 状パターンが好ましい。
光取出し可能なパターンに形成された ρ型ォーミック電極 5は、 p型 G a Ν系 層 4の周縁部に必要となる加工シロの部分を除き、 p型 G a N層 4上面の略全面 に広がるように形成することが好ましいが、 p型ボンディング電極 7の下には p 型ォーミック電極 5を実質的に形成しないことが望ましい。 なぜなら、 p型ボン デイング電極 7の下に形成された p型ォーミック電極からも、 その下の p型 G a N系層 4への電流注入が行われるが、 それによつて発生した光の多くは、 大きな 型ボンディング電極 7にさえぎられ、 発光観測面側に出射されないために、 こ の光を発生するために消費される電力は損失となるからである。 また、 p型ボン ディング電極 7下以外の領域に注入される電流が減少することになり、 出力も低 下する。
従って、 p型ボンディング電極 7と p型 G a N系層 4の間にはさまれた p型ォ ーミック電極 5の面積ができるだけ小さくなるよう、 p型ボンディング電極 7と P型ォーミック電極 5のオーバーラップは、 これら電極間に必要な導通が確保さ れる限りで、 最小限とすることが望ましい。 具体的には、 基板面の上方から見た ときに、 ρ型ボンディング電極 7と p型ォーミック電極 5がォーパーラップする 面積 （基板面への投影面積） 力 p型ボンディング電極 7の面積の 3〜2 0 %と なるようにすることが好ましい。 本発明において、 p型ボンディング電極 7の下 に p型ォーミック電極 5が実質的に形成されていないとは、 両電極のォーパーラ ップがこの範囲であることをいう。 また、 両電極とも金属材料からなるために、 接触面積が比較的小さくても両電極間の導通は良好となるが、 より良好な導通を 得るためにオーバーラップ面積が 3 0 0〜4 7 0 0 Ai m 2であるのがより好まし レ、。
図 3はこのような p型ボンディング電極と p型ォーミック電極とのオーバーラ ップを達成するために、 円形状の p型ボンディング電極 7の下に p型ォーミック 電極 5を全く形成しない円形領域 （破線で囲まれた領域） を設けた例である。 な お、 該図 3では、 p型ォ一ミック電極のパターンの図示は省略している。
型ボンディング電極 7の下に p型ォーミック電極 5を実質的に形成しないこ とによって、 発光効率や出力を向上させ得ることは上記の通りであるが、 このよ うな構成とすることによって、 更に、 p型ボンディング電極 7の固定を強固にで きるという利点がある。
P型ォーミック電極 5を光取出し可能なパターンに形成した場合、 本努明のよ うに、 p型ボンディング電極 7と p型ォーミック電極 5のオーバーラップを意図 的に制限しなくても、 光取出し用の窓部を通して、 部分的にではあるが、 ρ型ポ ンディング電極 7と p型 G a N系層 4が直接接するために、 p型 G a N系層上を 完全に覆う p型ォーミック電極上に p型ボンディング電極を形成する場合と比較 して、 p型ボンディング電極を強固に固定できる。 これは、 後者では、 ！ 型 G a
N系層と p型ボンディング電極の間に、 p型 G a N系層/ p型ォーミック電極、 p型ォーミック電極/ p型ボンディング電極、 という 2つの界面が形成されるの に対し、 前者では、 窓部において、 p型 G a N系層/ p型ボンディング霪極とい う 1つの界面しか形成されないためである。
本発明では、 p型ボンディング電極 7の下に実質的に p型ォーミック鼋極 5を 形成しないことにより、 このような p型 G a N系層と p型ボンディング電極の間 の界面が p型 G a N系層 Zp型ボンディング電極のみとなる領域が増大するため、 より強固に p型ボンディング電極を固定することができる。
P型ボンディング電極の材料には次のことが要求される。
( 1 ) p型ボンディング電極から p型 G a N系層への電流注入が生じないこと（p 型 G a N系層との間でォーミック特性を示さないこと。）。
( 2 ) p型 G a N系層との接着性が良好なこと。
このうち、 （1 ) は、 p型ボンディング電極から電流注入が生じると、 p型ボン ディング電極直下で発光が生じるため、 殆どの光は p型ボンディング電極にさえ ぎられ、 発光観測面側から外部に取出すことができず、 効率と出力の低" Fを招く ためである。 また、 （2 ) は、 p型ボンディング電極の固定を強固にする めであ る。
そこで、本発明の p型ボンディング電極 7の材料としては、 T i (チタン）、 T a (タンタル）、 C r (クロム）、 M o (モリプデン）、 A 1 (アルミニウム）、 W (タングステン） 等の金属を挙げることができる。 また、 これらの金属を下層と し、 その上に、 更に、 Pd、 Ni、 P t、 Au、 Ag等の、 導電性の良い金属ま たはこれらの合金を積層してもよい。
また、 p型ボンディング電極 7は、 p型 GaN系層 4に加え、 p型才ーミック 電極 5とも良好な密着性を有していることが好ましい。 これによつて、 p型ボン デイング電極 7の固定と、 p型ボンディング電極 7と； 型ォーミック電極 5との 導通が一層促進される。 そのためには、 p型ボンディング電極 7を T iで形成す るか、 または最下層を T iとして、 その上に P d、 N i、 P t、 Au、 Ag等の 金属またはこれらの合金を積層した構造とすることが好ましい。
更に、 前記した通り、 p型ォーミック電極 5は P d/Auの積層構造とするこ とが好ましいが、 このとき、 p型ボンディング電極 7は T iと Auの積層構造と することが好ましく、 こうすることで p型ボンディング電極 7の良好な密着性が 得られる。 ここでの！)型ボンディング電極 7の良好な密着性が得られる理由は必 ずしも明らかではないが、 p型ォーミック電極 5と p型ボンディング電極 7の界 面が Au/T i/Auという構成となることから、 T iと Auの良好な密着性に よるものではないかと推測される。 また、 最上層が Auであると、 ハンダとのぬ れ性が良くなるため、 ワイヤーボンディング時の作業性が向上する。
p型ボンディング電極 7は、 正方形、 長方形、 円、 楕円等、 任意の平面形状に 形成し得るが、 ワイヤーボンディングに必要な面積を確保しつつ、 光の取出しが 可能な限り妨げられないよう、 円形とすることが最も好ましい。 ワイヤーポンデ ィングには直径 50〜 100 μκι程度の円形のスペースがあれば十分なため、 ρ ボンディング電極は最小限この円形のスペースを取り囲める程度の面積があれば よく、 ワイヤ一ボンディング工程の歩留りも考慮して、 例えば、 直径 70〜15 0 mの円形、または一片の長さが 70〜150 imの方形に形成しるのがよい。 p型ボンディング電極 7の厚さは、 ワイヤーボンディング時に p型ボンディン グ電極自体が破壊されないとともに、 p型ォーミック電極が大きなダメ一ジを受 けないよう、 50 nm以上とすることが好ましく、 より好ましくは 1 O 0〜10 00 nmである。
p型ボンディング電極 7の構造として、 最下層を T iとし、 その上に P d、 N i、 P t、 Au、 A g等の金属またはこれらの合金を積層した構造を採用する場 合には、 T i層と p型 G a N系層との密着力が得られるよう、 T i層の厚さは 5 nm〜50 Onmとすればよい。 しかし、 厚くし過ぎると剥れが生じ易レ、傾向が 現れて歩留まりが悪化するおそれがあるので、 5nm〜l 0 O nmがより好まし レ、。 また、 膜厚が大きいと成膜時間が長くなり、 高融点の T iを蒸発させる熱源 からの輻射によって p型ボンディング電極のパター ングのためのレジストが変 形する可能性があるため、 5 nm〜50 nmとすることがより好ましい。 p型ボンディング電極 7として、 T iを最下層とし、 その上に A uを積層する 場合、 Au層の厚さは特に制限されないが、 厚くしすぎると剥れが生じ易い傾向 が現れて歩留まりが悪化する恐れがあるため、 Ι Οηη！〜 l O O O nmとするこ とが好ましい。 ワイヤーボンディング時の破壌や、 ： 型ォーミック電極へのダメ ージを防ぐためには厚いほうが望ましいが、 工業的には材料費が高くなることも 考慮する必要があり、 これらのことから 5 Οηπ！〜 300 nmとすることがより 好ましい。
次に、 本発明における！)型ボンディング電極 7の好ましい配置について説明す る。 なお、 ここでの説明にいう LED素子、 p型 GaN系層、 p型ボンディング 電極、 p型ォーミック電極などの形状や配置は、 いずれも基板の上方から見たと きの形状や配置である。
p型ボンディング電極 7の配置に特に制限はないが、 実装したときに、 p型ボ ンディング電極 7に接合される給電ワイヤーが出射光をさえぎる障害物とならな いようにするには、 p型ボンディング電極 7は極力、 p型 G a N系層 4の周縁部 に形成することが好ましい。
また、 LED素子は、 その配光特性上の要求から、 発光領域の形状を回転対称 性の高い形状とすることが望ましい。 p型ボンディング電極が形成された領域は、 p型 G a N系層側を発光観測面とする LEDにとつて非発光領域となるため、 他 の非発光領域がある場合、 例えば p型 G a N系層の一部を除去して n型電極領域 を形成した場合、 n型電極形成領域と p型ボンディング電極形成領域とを、 発光 領域の中心部に関して概略点対称となる位置に配置することが好ましい。 更に、 p型ボンディング電極 7の形状が円形または楕円形の場合には、 p型ポ ンディング電極 7を！)型 G a N系層 4の角部に面しないように配置することが好 ましい。 ここで、 p型 G a N系層の角部とは、 図 4 ( a ) に示すように、 方形の p型 G a N系層 4の角の部分 4 1をいう。 なお、 p型 G a N系層 4の一部が、 n 型電極の形成等のために、 図 4 ( b ) ( c ) に示すごとく切り欠き状に除去されて いる場合には、 切り欠き部ができたことによって形成される角部 4 2、 4 3を含 むものとする。
p型ボンディング電極 7が角部に面しないとは、 その角部を構成する 2辺に相 当する p型 G a N系層 4の 2つの縁部の少なくとも一方と、 p型ボンディング電 極の縁との距離が、 2 0 f mより大きいことをいう。 逆にいえば、 上記 2辺に相 当する P型 G a N系層の 2つの縁部と p型ボンディング電極の縁との距離が、 い ずれも 2 0 μ ηι以下であるとき、 ρ型ボンディング電極は角部に面している。 こ こでいう距離とは、 図 5に示すように、 ρ型 G a Ν系層 4の縁部と！)型ボンディ ング電極 7の縁とが最も近接した部分における間隔をいうものとする。
p型ボンディング電極を！)型0 a N系層の角部に面するように配置した場合、 型ボンディング電極 7の下に実質的に p型ォーミック電極 5を設けない本発明 の構成では、 p型ォーミック電極 5の中に、 角部を挟む ρ型 G a N系層 4の 2つ の縁部と p型ボンディング電極 7に囲まれた狭い領域でのみ p型 G a N系層 4と 接着された電極部を設けることになる。 し力 し、 p型ォ一ミック電極 5にこのよ うな部分があると、 ゥエツトプロセス中の溶媒の侵入や素子に加わる物理的な力 によって剥離し易いため、 歩留まりに影響する。 この領域に; p型ォーミック電極 を形成しなければ、 このような問題を避けることができるが、 p型ボンディング 電極を角部に面しないように設ける場合と比べて発光領域が狭くなり、 発光効率 や出力が低下してしまう。 n型 G a N系層 2に電流注入を行うための n型電極 6の形成には、 従来公知の 方法を参照することができ、 絶縁性基板を用いる場合には、 p型 GaN系層 4の 側から n型 G a N系層 2の一部が露出するまでェッチングを行レ \ 露出した n型 G a N系層 2の表面に n型電極 6を形成すればよい。 また、 基板 1が導電性を有 する場合には、 GaN系半導体層を形成しない側の基板面に電極を設けることも 可能である。
n型 GaN系層 2の表面に n型電極 6を形成する場合、 その材料は n型 GaN 系半導体とォーミック接合を形成し得るものであればよく、特に制限されないが、 前記の通り、 L EDの発光観測面を p型 GaN系層 4側とする場合、 発光層 3で 発生した光が外部に出射されるまでに素子内で繰り返し反射されることから、 こ の過程での減衰を小さくするために、 n型電極 6も可視〜近紫外領域の光に対す る反射率が高い材料で構成することが好ましい。 そのような材料としては A 1が 好ましく、 A 1層のみで n型電極を構成してもよいし、 また、 n型 GaN層 2に 接して A 1層を形成し、 その上に P t層および Zまたは A u層を形成した積層構 造としてもよい。
n型電極 6とする A 1層の厚さは、 ォーミック特性と密着性が得られる厚さで あれば特に制限は無いが、 5 ηπ！〜 500 nmとすることが好ましい。 し力、し、 あまりに薄いと密着性が出ず、 また、 ワイヤーボンディング時の強度が低下した り、 十分に高い光の反射率が得られないおそれがあることから、 100nm〜5 ◦ 0 nmとすることがより好ましい。
実施例
以下、 各実施例に基づいて、 本発明についてさらに詳細に説明するが、 本発明 は実施例のみに限定されるものではない。
[実施例 1 ]
直径 2インチの C面サファイア基板を MO VP E装置に装着し、 水素雰囲気下 で 1 100。Cまで昇温し、サーマノレエッチングを行った。その後、温度を 330°C まで下げ、 3族原料としてトリメチルガリウム （以下 TMGと表記する） および トリメチルアルミニウムを用い、 N原料としてアンモニアを流しながら、 厚さ 2 0 nmの A 1 G a N低温形成バッファ層を成長させた。 続いて 1000°Cに昇温 し、 原料として TMG、 アンモニアを流し、 アンドープの G a N結晶層を 2 m 成長させた後、 更に S iH4を流し、 S i ドープの n型 G a Nコンタクト層を 3 μπι成長させた。 続レヽて、 温度を 800°Cに低下させた後、 S iを 5 X 1017c m一3添加した G a N障壁層 （厚さ l Onm) と、 I nGaN井戸層 （発光波長 3 80 nm, I n組成 O. 03、 厚さ 3nm) とのペアを 6周期積層してなる発光 層を作製した。 次に成長温度を 1000°Cにして、 厚さ 30 nmの p型 A 1 Ga Nクラッド層、 厚さ 150！！！！！の！^型。 a Nコンタクト層を順に成長した。 その 後加熱を停止し、 TMG、 NH 3の供給を停止して室温まで自然冷却した。 この ようにして発光波長 380 nmの近紫外 LED構造が形成されたウェハを得た。 このウェハの p型 G a Nコンタクト層表面に、 p型ォーミック電極を格子状パ ターンに形成した。 格子状パターンは、 一辺 6 / mの正方形の窓部が、 幅 2μπι の電極部に隔てられ規則的に配列したパターン、 即ち、 直交する 2方向のいずれ においても、 幅 2 mの電極部と、 p型 GaNコンタクト層が露出した幅 6 111 の窓部が交互に繰り返される構造を持つ直交網目状とした。
ρ型ォーミック電極へのパターン形成用のフォトマスクは、 p型ボンディング 電極の下に p型ォーミック電極が実質的に形成されないように設計した。 ρ型ポ ンデイング電極を直径 100 /zmの円形状とすることから、 その下部となる直径 80 mの円形領域内に、 p型ォーミック電極が形成されないようにした。 これ によって、 p型ボンディング電極と p型ォーミック電極のオーバーラップが、 約 1 240 m2となるようにした。 これは、 p型ボンディング電極の面積の約 1 6%に相当する。
p型ォーミック電極は、 あらかじめ p型 G a Nコンタクト層表面上に上記パタ ーンを描いたレジスト層を形成し、 その上に厚さ 20 nmの P d層、 厚さ 200 nmの Au層を、 この順に電子ビーム蒸着により形成した。 その後、 レジスト層 をリフトオフし、 所定パターンを形成した p型ォーミック電極を得た。 次に、 C 12ガスを用いたリアクティブエッチング法により、 p型 GaN系層 およぴ発光層の一部をエッチング除去し、 n層を表出させた。 表出した n層に、 抵抗力口熱により厚さ 300 nmの A 1層を蒸着形成し、 n型電極とした。
続レ、て、 p型ォーミック電極が形成されていない円形領域を覆うように、 p型 ボンディング電極を形成した。 p型ポンディング電極は、 p型 GaNコンタクト 層側 ら順に、 厚さ 30nmの T i層、 厚さ 300 nmの A u層を電子ビーム蒸 着により積層して形成した。
続レ、て、 このウェハに 500。C— 5m i n間の熱処理を施し、 その後、 サファ ィァ基板を厚さ 90 mとなるまで研磨し、 素子分離を行なって LEDを得た。 この LEDは、 図 1 (a) に示すように、 p型ボンディング電極が p型 G a N コンタクト層の角部に面しない位置に配置され、 略正方形の素子面から、 非発光 領域である p型ボンディング電極部と n型電極形成部を除いた発光領域の形状が、 略 H型となるような電極配置を有する。
上記方法により作製した L E Dをステム台にダイボンドした後、 ワイヤーボン デイングにより通電可能な状態とし、 素子特性を測ったところ、 発光中心波長 3 80nm、 出力 5mW、 順方向電圧 3. 2 Vという素子特性を示した。 なお、 こ の素子のワイヤーボンディング性を評価した結果、 100素子中ワイヤープル強 度が 1 0 g以下のものは無かった。
[比較例 1 ]
実施例 1において、 格子状パターンの p型ォーミック電極 (P d/Au) を、 p型ボンディング電極の下となる領域にも形成したこと以外は、 実施例 1と同様 に LEDを作製した。
この LEDの素子特性を実施例 1と同様に測ったところ、 発光中心波長 380 n m、 出力 4. 5 mW、 順方向電圧 3. 15 Vという素子特性を示した。 なお、 この素子のワイヤーボンディング性を評価した結果、 100素子中ワイヤープル 強度が 10 g以下のものが 2個含まれていた。
[実施例 2 ] 実施例 1において、 p型ォーミック電極をクシ状パターンに形成した （クシの 「歯」 に相当する電極部を幅 1 0 mのストライプ状とし、 窓部と電極部の面積 ]：匕は実施例 1と同じとした。） こと以外は、 実施例 1と同様に L E Dを作製した。 この L E Dの素子特性とワイヤーボンディング性は実施例 1と略同等であつたが、 工程中でクシ状パターンの p型ォーミック電極の剥離が生じ易く、 実施例 1と比 較して歩留まりが低下した。
[実施例 3 ]
実施例 1において、 p型ボンディング電極と n型電極を、 それぞれ、 略正方形 の素子面において対角位置となる 2つの角部に近接させて配置した以外は、 実施 例 1と同様に L E Dを作製した。 非発光領域である p型ボンディング電極部と n 型電極形成部の面積は、 実施例 1と同じとした。 円形状の p型ボンディング電極 の縁と、 p型ボンディング電極が配置された角部を挟む 2辺に相当する p型 G a コンタクト層の縁との距離は、 いずれも 2 0 /ί ΐηとした。 従って、 この ρ型ポ ンディング電極は ρ型 G a N系層の角部に面して配置されている。
この L E Dの素子特' I"生とワイヤーボンディング"生は実施例 1と略同等であった 力 S、 工程中で p型ボンディング電極が形成された角部の p型ォーミック電極の剥 離が生じ易く、 実施例 1と比較して歩留まりが低下した。
産業上の利用の可能性
本発明の G a N系発光ダイォードは、 透光性を有さない金属層が光取出し可能 なパターンに形成された p型ォーミック電極を用いた G a N系発光ダイォードで あって、 p型ボンディング電極と p型 G a N系半導体層がォーミック接合しない ようにするとともに、 p型ボンディング電極の下には p型ォーミック電極を実質 的に形成しないようにしたことを特徴とする。 本発明の G a N系発光ダイォード によれば、 p型ボンディング電極の接着強度が高く、 しかも、 高発光効率及ぴ高 出力の G a N系発光ダイオードを実現できる。 また、 光取出し可能なパターンに 形成された p型ォーミック電極を特定の積層構造 （ P d層と A u層の積層構造） に形成することで、 p型ボンディング電極の接着強度が高く、 高発光効率及び高 出力が得られるとともに、 p型ォーミック電極が p型 G a N系半導体層から剥離 しにくいより高機能の G a N系発光ダイォードを実現できる。
本出願は、 日本で出願された特願 2 0 0 3— 3 1 9 4 4 3号を基礎としており その内容は本明細書に全て包含されるものである。

Claims

請求の範囲
1. 基板の上に少なくとも n型 GaN系半導体層と、 GaN系半導体からなる発 光層と、 P型 GaN系半導体層とが順に積層されており、 その p型 GaN系半導 体層側を発光観測面とする G a N系発光ダイォードにおいて、 前記 p型 G a N系 半導体層表面には、 透光性を有さない金属層からなる光取出し可能なパターンに 形成された p型ォーミック電極と、 その p型ォーミック電極と電気的に接続され る p型ボンディング電極が設けられており、 その p型ボンディング電極と前記 p 型 GaN系半導体層とはォーミック接合していないとともに、 その！)型ボンディ ング電極の下には前記 p型ォーミック電極が実質的に形成されていないことを特 徴とする G a N系発光ダイォード。
2. 前記 p型ォーミック電極が、 前記 p型 GaN系半導体層に接するように P d 層を形成し、 その上に Au層を形成してなる積層構造であることを特徴とする請 求の範囲第 1項記載の G a N系発光ダイォード。
3. 前記 p型ボンディング電極が、 前記 p型 GaN系半導体層に接するように T i層を形成し、 その上に Au層を形成してなる積層構造であることを特徴とする 請求の範囲第 2項記載の G a N系発光ダイォード。
4. 前記 p型ォーミック電極がネット状パターンに形成されたことを特徴とする 請求の範囲第 1項〜第 3項のいずれか一項記載の G a N系発光ダイォード。
5. 前記 p型 GaN系半導体層が角部を有し、 前記] p型ボンディング電極をその 角部に面しないように配置したことを特徴とする請求の範囲第 1項〜第 3項のい ずれか一項記載の G a N系発光ダイォード。
6. 前記 n型 GaN系半導体層の一部が露出され、 前記 n型 G a N系半導体層の その露出された部分に接して A 1からなる n型電極が形成されたことを特徴とす る請求の範囲第 1項〜第 5項のいずれか一項記載の G a N系発光ダイォード。 補正書の請求の範囲 補正書の請求の範囲 [2005年 2月 1 0曰 （1 0. 02. 05) 国際事務局受理：出願 当初の請求の範囲5は補正された；新たな請求の範囲7— 1 1が追加された；他の請求の 範囲は変更なし。 （3頁） ]
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105679910A (zh) * 2016-01-18 2016-06-15 华中科技大学 一种高出光效率的深紫外发光二极管芯片及其制备方法
KR101811673B1 (ko) * 2009-06-03 2017-12-22 루미레즈 엘엘씨 반도체 발광 디바이스 상에 유전체 층을 형성하는 방법

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100586948B1 (ko) * 2004-01-19 2006-06-07 삼성전기주식회사 질화물 반도체 발광소자 및 그 제조방법
JP4787561B2 (ja) * 2005-07-29 2011-10-05 昭和電工株式会社 ｐｎ接合型発光ダイオード
JP2007324411A (ja) * 2006-06-01 2007-12-13 Toshiba Corp 半導体発光素子及びその製造方法、並びに半導体発光素子を用いた照明装置
TWI412161B (zh) * 2009-11-06 2013-10-11 Semileds Optoelectronics Co 發光二極體裝置
JP2011103400A (ja) * 2009-11-11 2011-05-26 Sumitomo Electric Ind Ltd 化合物半導体素子
CN102709432A (zh) * 2012-05-10 2012-10-03 施科特光电材料(昆山)有限公司 适用于大功率GaN基LED芯片的网络状电极
CN104300053B (zh) * 2014-10-11 2017-09-19 华芯半导体科技有限公司 一种ito结构的led芯片结构及其制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0794782A (ja) * 1993-09-21 1995-04-07 Nichia Chem Ind Ltd 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子
JP2001308383A (ja) * 2000-04-19 2001-11-02 Sharp Corp 窒化物系半導体発光素子
JP2003046127A (ja) * 2001-05-23 2003-02-14 Sanyo Electric Co Ltd 窒化物系半導体発光素子

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0794782A (ja) * 1993-09-21 1995-04-07 Nichia Chem Ind Ltd 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子
JP2001308383A (ja) * 2000-04-19 2001-11-02 Sharp Corp 窒化物系半導体発光素子
JP2003046127A (ja) * 2001-05-23 2003-02-14 Sanyo Electric Co Ltd 窒化物系半導体発光素子

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101811673B1 (ko) * 2009-06-03 2017-12-22 루미레즈 엘엘씨 반도체 발광 디바이스 상에 유전체 층을 형성하는 방법
CN105679910A (zh) * 2016-01-18 2016-06-15 华中科技大学 一种高出光效率的深紫外发光二极管芯片及其制备方法

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