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JP2002313749A - LIGHT-EMITTING DEVICE n TYPE ELECTRODE, ITS MANUFACTURING METHOD AND III GROUP NITRIDE SEMICONDUCTOR LIGHT-EMITTING DEVICE USING THE SAME - Google Patents

LIGHT-EMITTING DEVICE n TYPE ELECTRODE, ITS MANUFACTURING METHOD AND III GROUP NITRIDE SEMICONDUCTOR LIGHT-EMITTING DEVICE USING THE SAME

Info

Publication number
JP2002313749A
JP2002313749A JP2001111622A JP2001111622A JP2002313749A JP 2002313749 A JP2002313749 A JP 2002313749A JP 2001111622 A JP2001111622 A JP 2001111622A JP 2001111622 A JP2001111622 A JP 2001111622A JP 2002313749 A JP2002313749 A JP 2002313749A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
type
emitting device
light emitting
thin film
nitride semiconductor
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.)
Pending
Application number
JP2001111622A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Noritaka Muraki
典孝 村木
Hisayuki Miki
久幸 三木
Mineo Okuyama
峰夫 奥山
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.)
Resonac Holdings Corp
Original Assignee
Showa Denko KK
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 Showa Denko KK filed Critical Showa Denko KK
Priority to JP2001111622A priority Critical patent/JP2002313749A/en
Publication of JP2002313749A publication Critical patent/JP2002313749A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a III group nitride semiconductor light-emitting device n-type electrode which is low in contact resistance and is superior in bondability, and a III group nitride semiconductor light-emitting device utilizing the same. SOLUTION: A nickel thin film is formed on the surface of an n-type III group nitride semiconductor, and an n-type electrode of a 2-layer structure in which an aluminum thin film is further mounted to a surface of the nickel thin film is formed.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、青色発光素子とし
て利用される III族窒化物半導体を使用した発光素子や
レーザ素子等の発光素子にかかわり、特にn型 III族窒
化物半導体表面に設けるオーミック接触をする電極構造
及びそのn型電極を用いた III族窒化物半導体発光素子
に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light emitting device using a group III nitride semiconductor used as a blue light emitting device, such as a light emitting device or a laser device, and more particularly to an ohmic device provided on the surface of an n-type group III nitride semiconductor. The present invention relates to a contacting electrode structure and a group III nitride semiconductor light emitting device using the n-type electrode.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、青色帯或いは緑色帯の発光を呈す
る発光素子として、InXAlYGa1- X-Y N(0≦X<
1、0≦Y<1)で代表される III族窒化物半導体発光
素子が注目されている。 III族窒化物半導体発光素子
は、たとえば図3にその断面構造を示すように、サファ
イア(α−Al23)単結晶からなる基板31上に、有
機金属熱分解気相成長(MOCVD)法等の成長手段を
利用して堆積された III族窒化物半導体のエピタキシャ
ル成長層から構成されている。図3に示す積層構造体で
は、まず基板31上にGaNよりなる緩衝層32を形成
し、緩衝層32の上にシリコンドープのn型GaNより
なるn型コンタクト層33、n型コンタクト層33の上
にノンドープのIn0.2Ga0.8Nよりなる発光層34、
発光層34の上にマグネシウムドープのp型Al0.1
0.9Nよりなるp型の上部クラッド層35、上部クラ
ッド層35の上にマグネシウムドープのp型GaNより
なるp型コンタクト層36を順次エピタキシャル成長し
て、積層体を構成している。
2. Description of the Related Art In recent years, as a light-emitting element that emits light in a blue band or a green band, In x Al Y Ga 1 -XYN (0 ≦ X <
Group III nitride semiconductor light-emitting devices represented by 1, 0 ≦ Y <1) have attracted attention. The group III nitride semiconductor light emitting device is, for example, as shown in the sectional structure of FIG. 3, on a substrate 31 made of sapphire (α-Al 2 O 3 ) single crystal, a metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) method. And the like. It is composed of an epitaxially grown layer of a group III nitride semiconductor deposited by using such a growth means. In the laminated structure shown in FIG. 3, first, a buffer layer 32 made of GaN is formed on a substrate 31, and an n-type contact layer 33 made of silicon-doped n-type GaN is formed on the buffer layer 32. A light emitting layer 34 made of non-doped In 0.2 Ga 0.8 N thereon;
Magnesium-doped p-type Al 0.1 G on the light emitting layer 34
A p-type upper cladding layer 35 of a 0.9 N and a p-type contact layer 36 of magnesium-doped p-type GaN are sequentially epitaxially grown on the upper cladding layer 35 to form a laminate.

【0003】上記のような構造の発光素子では、基板と
して使用したα−Al23単結晶が絶縁性であるため、
発光素子に電流を供給する電極は、基板の同一面側にp
極及びn極の双方の電極を形成する構造をとっている。
図3に示す発光素子の例では、光を取り出す面はp型G
aNからなるp型コンタクト層36となっている。した
がって、p型コンタクト層36の表面には、なるべく広
範囲にわたって接触抵抗が低く、発光に対して透明な透
光性電極を設けなければならない。一方、対極となるn
型電極は、基板が絶縁性であるため、エピタキシャル成
長層から構成される積層体の一部をエッチングにより除
去して露出させた、GaNからなるn型コンタクト層3
3の面に形成されている。n型電極もn型コンタクト層
33とオーミック接触をなし、接触抵抗の低いもので構
成せねばならない。図3に示した発光素子の例では、n
型コンタクト層33の面にアルミニウム膜からなるn型
電極40が形成されている p型電極用パッド39及びn型電極40には、多くの場
合、ワイヤーボンダーによるボール状の金21を溶接し
てボンディングワイヤー22が接続される。
In the light emitting device having the above structure, the α-Al 2 O 3 single crystal used as the substrate has an insulating property.
An electrode for supplying a current to the light emitting element is located on the same side of the substrate as p.
The structure is such that both poles and n-pole electrodes are formed.
In the example of the light emitting element shown in FIG.
The p-type contact layer 36 is made of aN. Therefore, on the surface of the p-type contact layer 36, a translucent electrode having low contact resistance and transparent to light emission must be provided over a wide range as much as possible. On the other hand, the counter electrode n
Since the substrate is insulative, the n-type contact layer 3 made of GaN is formed by exposing a part of the stacked body composed of the epitaxially grown layer by etching to expose the n-type electrode.
3 is formed. The n-type electrode must also be in ohmic contact with the n-type contact layer 33 and have a low contact resistance. In the example of the light emitting element shown in FIG.
An n-type electrode 40 made of an aluminum film is formed on the surface of the mold contact layer 33. In many cases, the ball-shaped gold 21 is welded to the p-type electrode pad 39 and the n-type electrode 40 using a wire bonder. The bonding wire 22 is connected.

【0004】従来、n型コンタクト層の表面に形成され
るn型電極としては、クロム及び/又はニッケルを含む
合金(特開平6−257868公報参照)、あるいはチ
タン(Ti)又はアルミニウム(Al)若しくはチタン
−アルミニウム合金(特開平6−257868公報参
照)を使用した電極が知られている。これらの金属から
なる電極は、n型の III族窒化物半導体と良好なオーミ
ック接合を形成するとされている。
Conventionally, as an n-type electrode formed on the surface of an n-type contact layer, an alloy containing chromium and / or nickel (see JP-A-6-257868), titanium (Ti), aluminum (Al) or An electrode using a titanium-aluminum alloy (see JP-A-6-257868) is known. Electrodes made of these metals are said to form a good ohmic junction with an n-type group III nitride semiconductor.

【0005】一方、p型 III族窒化物半導体コンタクト
層上に形成する透光性電極としては、膜厚が0.01〜
0.2μmのクロム(Cr)、ニッケル(Ni)、金
(Au)、チタン(Ti)あるいは白金(Pt)等の金
属薄膜が使用されてきた(特開平6−314822公報
参照)。これらの金属薄膜を真空蒸着等の手段により形
成した後、適当な温度範囲でアニールすることにより、
コンタクト層全面に拡散してオーミック接触が得られる
とされている。又、これら金属の薄膜は発光素子からの
可視光に対して40〜60%の透過率を示すことが知ら
れている。また、透光性電極としてニッケル(Ni)、
白金(Pt)、パラジウム(Pd)、ロジウム(R
h)、ルテニウム(Ru)、オスミウム(Os)あるい
はイリジウム(Ir)等の金属薄膜からなる第1層と、
亜鉛(Zn)、インジウム(In)、錫(Sn)、マグ
ネシウム(Mg)等の酸化物、具体的にはZnO、In
23、SnO2 、MgOあるいはインジウムと錫の酸化
物(Indium Tin Oxide:ITO)等の金属酸化物導電薄
膜からなる第2層との、2層構造から構成する例が知ら
れている(特開平9−129919公報参照)。金属酸
化物導電薄膜を使用した2層構造の透光性電極とすれ
ば、オーミック性に優れ、外部量子効率の高い高輝度発
光素子が得られるとされている。
On the other hand, a p-type group III nitride semiconductor contact
The light-transmitting electrode formed on the layer has a thickness of 0.01 to
0.2 μm chromium (Cr), nickel (Ni), gold
Gold such as (Au), titanium (Ti) or platinum (Pt)
Metallic thin films have been used (Japanese Patent Laid-Open No. 6-314822).
reference). These metal thin films are formed by means such as vacuum evaporation.
After being formed, by annealing in an appropriate temperature range,
Ohmic contact is obtained by diffusing over the entire contact layer
It has been. In addition, thin films of these metals are
It is known that it shows a transmittance of 40 to 60% for visible light.
Have been. Also, nickel (Ni) as a translucent electrode,
Platinum (Pt), palladium (Pd), rhodium (R
h), ruthenium (Ru), osmium (Os) or
Represents a first layer made of a metal thin film such as iridium (Ir);
Zinc (Zn), Indium (In), Tin (Sn), Mag
Oxides such as nesium (Mg), specifically ZnO, In
TwoOThree, SnOTwo Of tin, MgO or indium and tin
Conductive thin metal oxide such as Indium Tin Oxide (ITO)
It is known that the second layer composed of a film has a two-layer structure.
(See Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-129919). Metal acid
Transparent electrode with two-layer structure using oxide conductive thin film
High ohmic characteristics and high brightness with high external quantum efficiency
It is said that an optical element can be obtained.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来使
用されているn型コンタクト層の表面に形成されたアル
ミニウム(Al)若しくはチタン−アルミニウム合金か
らなるn型電極は、ボンダビリティーが悪く、発光ダイ
オードを形成する工程でn型コンタクト層とn型電極金
属の剥離を生じ、製品歩留まりが低下するという問題が
ある。本発明は上記の従来技術の欠点に鑑みなされたも
ので、ボンダビリティーが良く、n型コンタクト層との
剥離を生ぜず、しかもn型コンタクト層と良好なオーミ
ック接触を構成する III族窒化物半導体用n型電極及び
それを用いた III族窒化物半導体発光素子を提供するも
のである。
However, an n-type electrode made of aluminum (Al) or a titanium-aluminum alloy formed on the surface of an n-type contact layer, which has been conventionally used, has poor bondability and is not suitable for light emitting diodes. In the process of forming the semiconductor device, there is a problem that the n-type contact layer and the n-type electrode metal are separated and the product yield is reduced. The present invention has been made in view of the above-mentioned drawbacks of the prior art, and has good bondability, does not cause separation from an n-type contact layer, and furthermore, a group III nitride that forms a good ohmic contact with the n-type contact layer. An object of the present invention is to provide an n-type electrode for a semiconductor and a group III nitride semiconductor light emitting device using the same.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】即ち、本発明の III族窒
化物半導体用n型電極は、n型 III族窒化物半導体表面
にニッケル(Ni)薄膜とアルミニウム(Al)薄膜を
順次積層した発光素子用n型電極とした。n型電極をN
iとAlの2層構造とすることにより、n型コンタクト
層との剥離を生ぜず、しかもn型コンタクト層と良好な
オーミック接触を構成するボンダビリティーに優れたn
型電極とすることができる。
That is, an n-type electrode for a group III nitride semiconductor according to the present invention is a light emitting device in which a nickel (Ni) thin film and an aluminum (Al) thin film are sequentially laminated on an n-type group III nitride semiconductor surface. The device was an n-type electrode. N-type electrode is N
By having a two-layer structure of i and Al, there is no separation from the n-type contact layer, and n is excellent in bondability to form a good ohmic contact with the n-type contact layer.
It can be a shaped electrode.

【0008】本発明のn型電極では、前記n型 III族窒
化物半導体がn型GaNである場合にも有効である。G
aNは他の III族窒化物半導体と格子整合して良質の結
晶が得やすく、また、ドーパントの選定によりn型半導
体層を得るのも容易なので、III族窒化物半導体発光素
子におけるn型のコンタクト層として有用である。
[0008] The n-type electrode of the present invention is also effective when the n-type group III nitride semiconductor is n-type GaN. G
Since aN is easily lattice-matched with another group III nitride semiconductor to obtain a high-quality crystal, and it is easy to obtain an n-type semiconductor layer by selecting a dopant, an n-type contact in a group III nitride semiconductor light emitting device is obtained. Useful as a layer.

【0009】本発明のn型電極では、前記Ni薄膜の膜
厚は0.05〜1μm、前記Al薄膜の膜厚は0.4〜
2μmとするのが好ましい。より好ましくはNi薄膜の
膜厚は0.1〜0.5μmとする。またAl薄膜の膜厚
は0.5〜1μmとする。n型コンタクト層との接触抵
抗を低くして、しかもn型コンタクト層及びボンディン
グワイヤーと強固な結合を得るためである。
In the n-type electrode according to the present invention, the Ni thin film has a thickness of 0.05 to 1 μm, and the Al thin film has a thickness of 0.4 to 1 μm.
It is preferably 2 μm. More preferably, the thickness of the Ni thin film is 0.1 to 0.5 μm. The thickness of the Al thin film is 0.5 to 1 μm. This is for reducing the contact resistance with the n-type contact layer and obtaining a strong bond with the n-type contact layer and the bonding wire.

【0010】本発明の発光素子用n型電極の製造方法
は、n型 III族窒化物半導体表面に、膜厚が0.05〜
1μmのニッケル(Ni)薄膜と膜厚が0.4〜2μm
のアルミニウム(Al)薄膜を順次積層した後、400
〜600℃の温度でアニールする方法とした。。このよ
うな方法を採ることにより、ボンダビリティーが良く、
n型コンタクト層との剥離を生ぜず、しかもn型コンタ
クト層と良好なオーミック接触を構成する III族窒化物
半導体用n型電極を容易に形成することができる。
The method for manufacturing an n-type electrode for a light-emitting device according to the present invention is characterized in that the thickness of the n-type electrode is 0.05 to
Nickel (Ni) thin film of 1 μm and thickness of 0.4 to 2 μm
After sequentially laminating aluminum (Al) thin films of
Annealing was performed at a temperature of 600600 ° C. . By adopting such a method, bondability is good,
It is possible to easily form an n-type electrode for a group III nitride semiconductor that does not peel off from the n-type contact layer and forms a good ohmic contact with the n-type contact layer.

【0011】本発明の III族窒化物半導体発光素子は、
基板上に III族窒化物半導体からなる発光層を具備した
発光素子であって、n型 III族窒化物半導体表面に前述
の本発明になる発光素子用のn型電極を具備した III族
窒化物半導体発光素子とした。本発明の III族窒化物半
導体発光素子は、n型電極のボンダビリティーが良く、
n型コンタクト層との剥離を生ぜず、しかもn型コンタ
クト層と良好なオーミック接触をしているので高性能な
高輝度 III族窒化物半導体発光素子が、高い製品歩留ま
りで得ることが出きる。本発明の III族窒化物半導体発
光素子では、特に発光層がInGaNもしくはInGa
NとGaNからなる多重量子井戸(MQW)構造からな
るものとすることが好ましい。
The group III nitride semiconductor light emitting device of the present invention comprises:
What is claimed is: 1. A light emitting device comprising a light emitting layer comprising a group III nitride semiconductor on a substrate, wherein the group III nitride comprises an n-type group III nitride semiconductor surface provided with the aforementioned n-type electrode for a light emitting device according to the present invention. A semiconductor light emitting device was used. The group III nitride semiconductor light emitting device of the present invention has good bondability of an n-type electrode,
Since there is no delamination with the n-type contact layer and good ohmic contact with the n-type contact layer, a high-performance and high-luminance Group III nitride semiconductor light-emitting device can be obtained with a high product yield. In the group III nitride semiconductor light emitting device of the present invention, particularly, the light emitting layer is made of InGaN or InGa.
It is preferable to have a multiple quantum well (MQW) structure composed of N and GaN.

【0012】一般に III族窒化物半導体はバンドギャッ
プエネルギーが高く、短波長の発光が可能であり、表示
装置用としてだけでなく、光ディスクの高記録密度化に
対応できるレーザ素子用としても極めて有用である。ま
た、発光部をMQW構造とすれば、注入された電子・正
孔対は2次元的な励起子を形成し、バルク結晶に比べて
束縛エネルギーと振動子強度が大きくなり、室温でも安
定して存在するようになり、低消費電力で大出力のレー
ザダイオードとすることができる。これを利用すればレ
ーザ光の安定した発振が可能となる。短波長のレーザは
光記録密度を大きくできるため、情報記憶技術にとって
特に重要である。
In general, a group III nitride semiconductor has a high band gap energy and can emit light of a short wavelength, and is extremely useful not only for a display device but also for a laser device capable of coping with a high recording density of an optical disk. is there. Further, if the light emitting portion has an MQW structure, the injected electron-hole pairs form a two-dimensional exciton, and the binding energy and the oscillator strength are larger than those of the bulk crystal, and are stable even at room temperature. As a result, a high power laser diode with low power consumption can be obtained. If this is used, stable oscillation of laser light can be achieved. Short wavelength lasers are especially important for information storage technology because they can increase optical recording density.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】本発明の III族窒化物半導体発光
素子の発光部構造は、サファイア(α−Al 23)単結
晶材料からなる基板の表面に形成する。基板の表面には
緩衝層を形成する。緩衝層は基板と III族窒化物半導体
との格子ミスマッチの影響を緩和するためのものであっ
て、例えば、良質の結晶が得やすいGaN等で形成す
る。層厚は0.01〜0.02μmとする。緩衝層は、
MOCVD法の他に気相成長法等により形成することが
できる。また、サファイア基板上にミラー状のGaN系
半導体結晶を作成する方法として、緩衝層以外の手法を
用いても良い。例えば、Seeding Process 法と呼ばれ
る、高温サファイア基板上に金属液滴を形成し、これを
窒化した結晶塊を結晶成長核とする方法や、HVPE
(水素気相エピタキシー)法と呼ばれる方法によっても
構わない。これらの方法を用いて作成したミラー状の表
面を有するGaN系化合物半導体結晶の上には、例えば
n型コンタクト層を形成する。n型コンタクト層は例え
ばシリコン等のn型ドーパントを使用して、GaN等で
形成する。n型コンタクト層はその上に発光構造を設け
るほか、後述のように一部を削除してn型電極を形成す
るので、厚さは1μm程度以上とするのが一般的であ
る。緩衝層の表面には、例えばn型コンタクト層を形成
する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Group III nitride semiconductor light emission of the present invention
The light emitting part structure of the element is sapphire (α-Al TwoOThree)
It is formed on the surface of a substrate made of a crystalline material. On the surface of the board
Form a buffer layer. The buffer layer is the substrate and the group III nitride semiconductor
To mitigate the effects of lattice mismatch with
Thus, for example, it is formed of GaN or the like from which good quality crystals can be easily obtained.
You. The layer thickness is 0.01 to 0.02 μm. The buffer layer is
In addition to the MOCVD method, it can be formed by a vapor phase growth method or the like.
it can. In addition, a mirror-like GaN-based
As a method of creating a semiconductor crystal, a method other than the buffer layer is used.
May be used. For example, called the Seeding Process method
Forming a metal droplet on a high-temperature sapphire substrate
A method using a nitrided crystal mass as a crystal growth nucleus, HVPE
(Hydrogen vapor phase epitaxy)
I do not care. Mirror-like tables created using these methods
On a GaN-based compound semiconductor crystal having a plane, for example,
An n-type contact layer is formed. For example, n-type contact layer
Using n-type dopants such as silicon,
Form. The light emitting structure is provided on the n-type contact layer.
In addition, an n-type electrode is formed by removing a part as described later.
Therefore, the thickness is generally about 1 μm or more.
You. For example, an n-type contact layer is formed on the surface of the buffer layer.
I do.

【0014】n型コンタクト層の上には発光構造を設け
る。この発光構造は、InXAlYGa1-X-YN( 0≦X
<1、0≦Y<1)で代表される III族窒化物半導体を
発光層として使用したものである。発光層は例えばGa
N、InXGa1-XN(0<X<1)、AlY Ga1-Y
(0<Y<1)、InXAlYGa1-X-YN( 0<X<
1、0<Y<1)等が利用できる。これらの III族窒化
物半導体はバンドギャップエネルギーが2〜6eV程度
で、波長が530nm前後の緑色可視光、青色可視光か
ら、波長が430nmより短い青紫色、紫外光のレーザ
発光を得ることも可能となる。本発明の発光構造は、上
記発光層に電導型の異なるクラッド層を接合させて構成
したものである。通常、クラッド層には発光層よりもバ
ンドギャップエネルギーの高いものを使用し、発光層に
電子を注入するとともに、注入した電子を閉じこめてp
−n結合を促進させるように構成する。接合形式には電
導型の異なる同一結晶を接合させたホモ接合、電導型の
異なる異種結晶を接合させたシングルヘテロ(SH)接
合、発光層を2種の異種結晶で挟持したダブルヘテロ
(DH)接合等が利用できる。
A light emitting structure is provided on the n-type contact layer. This light emitting structure has a structure of In X Al Y Ga 1 -XYN (0 ≦ X
A group III nitride semiconductor represented by <1, 0 ≦ Y <1) is used as a light emitting layer. The light emitting layer is, for example, Ga
N, In X Ga 1-X N (0 <X <1), Al Y Ga 1-Y N
(0 <Y <1), In X Al Y Ga 1 -XYN (0 <X <
1, 0 <Y <1) and the like can be used. These group III nitride semiconductors have band gap energies of about 2 to 6 eV and can emit laser light of blue-violet and ultraviolet light having a wavelength shorter than 430 nm from green visible light and blue visible light having a wavelength of about 530 nm. Becomes The light emitting structure of the present invention is configured by joining the above light emitting layers with cladding layers of different conductivity types. Usually, a material having a higher band gap energy than that of the light emitting layer is used for the cladding layer, electrons are injected into the light emitting layer,
-Configured to promote n-bonding. The junction types include a homojunction in which the same crystals of different conductivity types are joined, a single hetero (SH) junction in which different conductivity types of different crystals are joined, and a double hetero (DH) in which the light emitting layer is sandwiched between two types of different crystals. Joining etc. can be used.

【0015】また、低消費電力と大出力を目指して、発
光層に二つの化合物半導体薄膜を交互に重ねた量子井戸
( Multiple Quantum Well:MQW)構造を採用するこ
ともできる。MQW構造とすれば、注入された電子・正
孔対は2次元的な励起子を形成し、バルク結晶に比べて
束縛エネルギーと振動子強度が大きくなり、室温でも安
定して存在するようになる。これを利用すればレーザ光
の安定した発振が可能となる。短波長のレーザは光記録
密度を大きくできるため、情報記憶技術にとって特に重
要である。MQW構造においても、発光層を電導型が異
なりバンドギャップエネルギーが大きなクラッド層で挟
持した構造とする。
For the purpose of low power consumption and large output, a quantum well (Multiple Quantum Well: MQW) structure in which two compound semiconductor thin films are alternately stacked on a light emitting layer can be adopted. With the MQW structure, the injected electron-hole pairs form a two-dimensional exciton, and the binding energy and the oscillator strength are larger than those of the bulk crystal, so that they exist stably even at room temperature. . If this is used, stable oscillation of laser light can be achieved. Short wavelength lasers are especially important for information storage technology because they can increase optical recording density. The MQW structure also has a structure in which the light emitting layer is sandwiched between cladding layers having different conduction types and a large band gap energy.

【0016】発光層にインジウム(In)を含むInX
AlYGa1-X-YN( 0<X<1、0≦Y<1)で代表
される結晶を利用する場合には、後工程でのIn元素の
揮散を防止する目的で、AlGaN又はGaNからなる
薄膜を拡散防止層として設けておくのが好ましい。発光
構造の上にはコンタクト層を形成する。コンタクト層は
先に発光構造の形成に先だって形成したコンタクト層と
は逆の電導型のものとする。通常は基板側のコンタクト
層をn型とし、発光層を挟んで基板と反対側のコンタク
ト層をp型とする。p型コンタクト層側が光取り出し方
向となる。また、p側の最表面には、コンタクト層とし
てInGaNを形成しても良い。InGaNは、GaN
比較してバンドギャップが小さいため、金属とのオーミ
ック折衝が形成されやすい、pキャリアの活性化率が大
きい、などの利点がある。コンタクト層は発光素子全面
に均一に作動用の電流を供給するものであって、n型、
p型の各コンタクト層は、接合する III族窒化物半導体
と格子整合し、比抵抗が低いものでなければならない。
また、n型、p型の各コンタクト層の上には、外部電源
と接続するための、良好なオーミック接合を形成するn
型、p型電極を設ける。
The light emitting layer contains In x containing indium (In).
When a crystal represented by Al Y Ga 1 -XYN (0 <X <1, 0 ≦ Y <1) is used, in order to prevent volatilization of the In element in a later step, AlGaN or GaN is used. It is preferable to provide a thin film as a diffusion prevention layer. A contact layer is formed on the light emitting structure. The contact layer has a conductivity type opposite to that of the contact layer formed prior to the formation of the light emitting structure. Normally, the contact layer on the substrate side is n-type, and the contact layer on the opposite side of the light-emitting layer from the substrate is p-type. The light extraction direction is on the p-type contact layer side. Further, InGaN may be formed as a contact layer on the outermost surface on the p-side. InGaN is GaN
Since the band gap is small as compared with the above, there are advantages such as easy formation of ohmic negotiation with a metal and a high activation rate of p carriers. The contact layer uniformly supplies an operating current to the entire surface of the light emitting element.
Each p-type contact layer must be lattice-matched with the group III nitride semiconductor to be joined and have a low specific resistance.
In addition, on each of the n-type and p-type contact layers, a good ohmic junction for connecting to an external power supply is formed.
And a p-type electrode.

【0017】光取り出し方向となるp型コンタクト層の
上には、透光性のp型電極を形成する。本発明ではp型
電極として金(Au)薄膜と二酸化酸化珪素(SiO
2 )薄膜を順次積層した2層構造の透光性電極を採用し
た。金薄膜の厚さは0.003〜1μm、より好ましく
は0.005〜0.1μmが適する。一般に金属でも薄
膜であれば透光性となることは知られているが、高い光
透過率を得るためは金薄膜の厚さを上記範囲とすること
が必要である。金は比抵抗が低いので、上記厚さの薄膜
とすればp型コンタクト層全面に作動電流を拡散させる
ことができ、素子全面から均一な発光を引き出すことが
可能となる。金薄膜の上には二酸化珪素薄膜を膜厚0.
5〜3μm、より好ましくは0.5〜1.5μmで堆積
させる。二酸化珪素薄膜は、後工程でp,n各電極のオ
ーミック接触を得るためのアニールをする際に、金薄膜
がボールアップして金薄膜が破壊されるのを防止する保
護膜とするためである。金薄膜のボールアップを抑制
し、しかも高い透光性を保つためには、二酸化珪素薄膜
の膜厚は上記の範囲とする必要がある。
A translucent p-type electrode is formed on the p-type contact layer in the light extraction direction. In the present invention, a gold (Au) thin film and silicon dioxide (SiO) are used as p-type electrodes.
2 ) A translucent electrode having a two-layer structure in which thin films are sequentially laminated is employed. The thickness of the gold thin film is suitably from 0.003 to 1 μm, more preferably from 0.005 to 0.1 μm. In general, it is known that even a metal is light-transmitting if it is a thin film. However, in order to obtain high light transmittance, the thickness of the gold thin film needs to be within the above range. Since gold has a low specific resistance, an operating current can be diffused over the entire surface of the p-type contact layer by using a thin film having the above thickness, and uniform light emission can be extracted from the entire surface of the element. A silicon dioxide thin film having a thickness of 0.
Deposit 5 to 3 μm, more preferably 0.5 to 1.5 μm. This is because the silicon dioxide thin film serves as a protective film that prevents the gold thin film from ball-up and breaking the gold thin film when annealing is performed to obtain ohmic contact between the p and n electrodes in a later step. . In order to suppress ball-up of the gold thin film and maintain high translucency, the thickness of the silicon dioxide thin film needs to be in the above range.

【0018】一方、対極となるn型電極は、n型コンタ
クト層上に形成する。このため一旦積層したエピタキシ
ャル成長層の一部をエッチング除去してn型コンタクト
層を露出させ、その露出させたn型コンタクト層上にn
型電極を形成する。n型コンタクト層を形成するn型 I
II族窒化物半導体とオーミック接合をする電極材料とし
ては、アルミニウム(Al)、チタン(Ti)、クロム
(Cr)、ニッケル(Ni)あるいはこれらの合金が利
用できる。n型コンタクト層上にこれら金属材料を真空
蒸着して0.4〜3μmの薄膜を形成し、400〜60
0℃の温度でアニーリングして、オーミック接触をなす
n型電極とする。この際、先ず膜厚が0.05〜1μm
程度のNi薄膜を形成した後、膜厚が0.4〜2μm程
度のAl膜を形成して、2層構造とするのが好ましい。
このような構造にすれば、n型コンタクト層との剥離を
生ぜず、しかもn型コンタクト層と良好なオーミック接
触を構成するボンダビリティーに優れたn型電極とする
ことができるからである。
On the other hand, an n-type electrode serving as a counter electrode is formed on the n-type contact layer. For this reason, a part of the once-grown epitaxial growth layer is removed by etching to expose the n-type contact layer, and n is formed on the exposed n-type contact layer.
Form a mold electrode. n-type I to form n-type contact layer
Aluminum (Al), titanium (Ti), chromium (Cr), nickel (Ni), or an alloy thereof can be used as an electrode material that forms an ohmic junction with the group II nitride semiconductor. These metal materials are vacuum-deposited on the n-type contact layer to form a thin film of 0.4 to 3 μm,
Annealing is performed at a temperature of 0 ° C. to form an n-type electrode that makes ohmic contact. At this time, first, the film thickness is 0.05 to 1 μm.
It is preferable to form an Al film having a thickness of about 0.4 to 2 μm after forming a Ni thin film having a thickness of about 2 to form a two-layer structure.
This is because such a structure does not cause separation from the n-type contact layer, and can provide an n-type electrode having excellent bondability and good ohmic contact with the n-type contact layer.

【0019】[0019]

【実施例】以下、本発明に係わる III族窒化物半導体発
光素子について、実施例を基に詳細に説明する。 (実施例)図1は窒化リン化ガリウム結晶層を備えたM
QW構造の発光部構造を有する窒化ガリウム(GaN)
系LEDの平面模式図である。また、図2は図1に示す
窒化ガリウム(GaN)系青色LEDの積層構造を示す
ための図であって、図1の線A−A’に沿った断面図で
ある。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a group III nitride semiconductor light emitting device according to the present invention will be described in detail based on embodiments. (Embodiment) FIG. 1 shows an M-type semiconductor having a gallium nitride phosphide crystal layer.
Gallium nitride (GaN) having a light emitting part structure of QW structure
It is a plane schematic diagram of a system LED. FIG. 2 is a diagram showing a stacked structure of the gallium nitride (GaN) -based blue LED shown in FIG. 1, and is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG.

【0020】本実施例の発光素子は以下の方法によって
製造した。基板1としてはサファイア(α−Al23
を使用した。基板1上に常圧MOCVD法によりノンド
ープのGaNからなる緩衝層2、低nドープGaN層
3、n型GaNからなるn型コンタクト層4、n型In
GaNからなる下部クラッド層5、InGaNからなる
井戸層とGaN障壁層からなるMQW構造の発光層6、
ノンドープのAlGaNからなる拡散防止層7、p型G
aNからなるp型層8及びp型InGaNからなるp型
コンタクト層9を順次積層したエピタキシャルウエーハ
を作製した。、GaNからなる緩衝層2の及び低nドー
プGaN層3の成長には、トリメチルガリウム((CH
33Ga)/アンモニア(NH3 )の混合ガスを原料ガ
スとして使用した。GaNからなるn型コンタクト層4
の成長には、原料ガスとして同じくトリメチルガリウム
((CH33Ga)/アンモニア(NH3 )の混合ガス
を使用し、ドーパントとしては、ジシラン(Si26
/水素(H2 )混合ガスを使用した。n型InGaNか
らなる下部クラッド層5の成長には、原料ガスとしてト
リメチルガリウム((CH33Ga)/トリメチルイン
ジウム((CH33In)/アンモニア(NH3 )の混
合ガスを使用し、ドーパントとしては、ジシラン(Si
26)/水素(H2 )混合ガスを使用した。
The light emitting device of this embodiment was manufactured by the following method. Sapphire (α-Al 2 O 3 ) as the substrate 1
It was used. A buffer layer 2 made of non-doped GaN, a low n-doped GaN layer 3, an n-type contact layer 4 made of n-type GaN, n-type In
A lower cladding layer 5 composed of GaN, a light emitting layer 6 having an MQW structure composed of a well layer composed of InGaN and a GaN barrier layer,
Anti-diffusion layer 7 made of non-doped AlGaN, p-type G
An epitaxial wafer was formed by sequentially laminating a p-type layer 8 made of aN and a p-type contact layer 9 made of p-type InGaN. , GaN buffer layer 2 and low n-doped GaN layer 3 are grown using trimethylgallium ((CH
3) 3 Ga) / gas mixture of ammonia (NH 3) was used as the raw material gas. N-type contact layer 4 made of GaN
For the growth of, a mixed gas of trimethylgallium ((CH 3 ) 3 Ga) / ammonia (NH 3 ) is used as a source gas, and disilane (Si 2 H 6 ) is used as a dopant.
/ Hydrogen (H 2 ) mixed gas was used. In growing the lower cladding layer 5 made of n-type InGaN, a mixed gas of trimethylgallium ((CH 3 ) 3 Ga) / trimethyl indium ((CH 3 ) 3 In) / ammonia (NH 3 ) is used as a source gas. The dopant is disilane (Si
2 H 6) was used / hydrogen (H 2) mixed gas.

【0021】InGaNからなる井戸層とGaN障壁層
からなるMQW構造の発光層6の成長には、トリメチル
ガリウム((CH33Ga)/トリメチルインジウム
((CH33In)/アンモニア(NH3 )の混合ガス
を使用した。ノンドープのAlGaNからなる拡散防止
層7の成長には、トリメチルガリウム((CH33
a)/トリメチルアルミニウム((CH33Al)/ア
ンモニア(NH3 )の混合ガスを使用した。p型GaN
からなるp型層8の成長には、原料ガスとして同じくト
リメチルガリウム((CH33Ga)/アンモニア(N
3 )の混合ガスを使用し、ドーパントとしては、ビス
シクロペンタジエニルマグネシウム((C552
g)を使用した。p型InGaNからなるp型コンタク
ト層9の成長には、原料ガスとしてトリメチルガリウム
((CH33Ga)/トリメチルインジウム((C
33In)/アンモニア(NH3 )の混合ガスを使用
し、ドーパントとしては、ビスシクロペンタジエニルマ
グネシウム((C552Mg)を使用した。
For the growth of the light emitting layer 6 having the MQW structure composed of the well layer composed of InGaN and the GaN barrier layer, trimethyl gallium ((CH 3 ) 3 Ga) / trimethyl indium ((CH 3 ) 3 In) / ammonia (NH) The mixed gas of 3 ) was used. The growth of the diffusion preventing layer 7 made of non-doped AlGaN is performed using trimethylgallium ((CH 3 ) 3 G).
A mixed gas of a) / trimethylaluminum ((CH 3 ) 3 Al) / ammonia (NH 3 ) was used. p-type GaN
The growth of the p-type layer 8 made of trimethylgallium ((CH 3 ) 3 Ga) / ammonia (N
Using a mixed gas of H 3), as a dopant, biscyclopentadienyl magnesium ((C 5 H 5) 2 M
g) was used. To grow the p-type contact layer 9 made of p-type InGaN, trimethyl gallium ((CH 3 ) 3 Ga) / trimethyl indium ((C
A mixed gas of H 3 ) 3 In) / ammonia (NH 3 ) was used, and biscyclopentadienyl magnesium ((C 5 H 5 ) 2 Mg) was used as a dopant.

【0022】上記のように形成したエピタキシャルウエ
ーハのInGaNからなるp型コンタクト層9の表面
に、金(Au)薄膜10と二酸化珪素薄膜11を形成し
た。二酸化珪素薄膜11の一隅をエッチング除去し、金
(Au)薄膜10の一隅部にボンディングパッド18と
してチタン(Ti)薄膜12、アルミニウム(Al)薄
膜13及び金(Au)薄膜14からなる3層の蒸着膜を
順次形成した。透光性電極17及びボンディングパッド
18の形成は、以下のようにして行った。
A gold (Au) thin film 10 and a silicon dioxide thin film 11 were formed on the surface of the p-type contact layer 9 made of InGaN of the epitaxial wafer formed as described above. One corner of the silicon dioxide thin film 11 is removed by etching, and a three-layer consisting of a titanium (Ti) thin film 12, an aluminum (Al) thin film 13, and a gold (Au) thin film 14 is formed as a bonding pad 18 at one corner of the gold (Au) thin film 10. Deposited films were sequentially formed. The formation of the translucent electrode 17 and the bonding pad 18 was performed as follows.

【0023】抵抗加熱型の真空蒸着装置を使用し、蒸発
源となるボートには金片を載置した。この真空蒸着装置
に前述のエピタキシャルウエーハを装填し、装置内の圧
力を3.99×10-4Paまで減圧した。次いで蒸発源
のヒーターに通電して加熱し、シャッターを開いて金膜
の蒸着を開始し、水晶振動式膜圧形で膜圧を監視しなが
ら金蒸着膜厚が10nmになったところでシャッターを
閉じて、金薄膜10の成膜を終了した。
A gold piece was placed on a boat serving as an evaporation source using a resistance heating type vacuum evaporation apparatus. The above-described epitaxial wafer was loaded into this vacuum deposition apparatus, and the pressure in the apparatus was reduced to 3.99 × 10 −4 Pa. Next, the heater of the evaporation source is energized and heated, and the shutter is opened to start the deposition of the gold film. When the film thickness of the gold vapor deposition reaches 10 nm while monitoring the film pressure with a quartz-crystal vibrating film pressure type, the shutter is closed. Thus, the formation of the gold thin film 10 was completed.

【0024】次いで、スピンコート法を使用して、ゲル
状の二酸化珪素(SiO2 )を有機溶媒に溶かした溶液
を前記金蒸着膜の上に塗布し、不活性雰囲気中で熱処理
して、10%の酸素を含むアルゴン雰囲気中で熱処理し
て、厚さ1.7μmのSiO 2 からなる二酸化珪素薄膜
11を形成した。さらに、一般的なフォトリソグラフィ
ー技術を使用して、前記SiO2 からなる二酸化珪素薄
膜11をパターニングして、エピタキシャルウエーハ上
の方形の素子の隅部となる位置に、二酸化珪素薄膜11
の開口部を設けた。さらに、ワイヤーボンディング用の
パッドとして、このエピタキシャルウエーハの表面全面
に、チタン(Ti)、アルミニウム(Al)及び金(A
u)からなる3層の蒸着膜を順次形成した。各蒸着膜の
厚さは、Ti:0.1μm、Al:0.5μm、Au:
0.5μmとした。さらに、通常のフォトリソグラフィ
ー技術を使用して、この3層の蒸着膜をパターニングし
て、素子の隅部となる二酸化珪素薄膜11の開口部の位
置にのみ3層の蒸着膜を残し、他の部分の蒸着膜を除去
してp電極用のボンディングパッド18を形成した。最
後に、GaNからなるp型コンタクト層9と透光性電極
17との接触抵抗を低減させる目的で、酸素を10%含
むアルゴン雰囲気中で550℃にて50分間のアニーリ
ングを行った。
Next, the gel is applied using a spin coating method.
Silicon dioxide (SiOTwo ) In organic solvent
Is applied on the gold vapor-deposited film and heat-treated in an inert atmosphere.
And heat-treated in an argon atmosphere containing 10% oxygen.
1.7 μm thick SiO Two Silicon dioxide thin film consisting of
11 was formed. In addition, general photolithography
Using the SiO2 technologyTwo Silicon dioxide thin
By patterning the film 11, the film 11 is formed on the epitaxial wafer.
The silicon dioxide thin film 11 is located at a position to be a corner of the rectangular element of FIG.
Opening was provided. Furthermore, for wire bonding
As a pad, the entire surface of this epitaxial wafer
In addition, titanium (Ti), aluminum (Al) and gold (A
u) were sequentially formed in three layers. Of each deposited film
The thicknesses are as follows: Ti: 0.1 μm, Al: 0.5 μm, Au:
It was 0.5 μm. In addition, normal photolithography
Patterning the three layers of deposited film using
And the position of the opening of the silicon dioxide thin film 11 to be the corner of the element.
Leaving only three layers, removing the other parts of the deposited film
Thus, a bonding pad 18 for a p-electrode was formed. Most
Later, a p-type contact layer 9 made of GaN and a translucent electrode
10% oxygen to reduce contact resistance with
In an argon atmosphere at 550 ° C for 50 minutes
Was performed.

【0025】続いて、n型オーミック電極を形成すべき
素子のもう一方の隅部となる位置の、エピタキシャル成
長層の一部をドライエッチングにより削除し、GaNか
らなるn型コンタクト層4を露出させた。ついで、露出
させたGaNからなるn型コンタクト層4表面に、真空
蒸着法によりニッケル薄膜15とアルミニウム薄膜16
とを順次成膜した。真空蒸着には、2つの抵抗加熱用ボ
ートを備えた真空蒸着装置を使用し、一方のボートには
蒸発源となるニッケル片を、もう一方のボートにはアル
ミニウム片を装填した。真空蒸着装置内を3.99×1
-4Paまで減圧し、初めにニッケル片の載ったボート
に通電して加熱し、ボート上のニッケルが溶解したこと
を確認した後、ボートと基板との間を隔離していたシャ
ッタを開放し、ニッケルの蒸着を開始した。水晶振動板
式の膜厚計で蒸着膜の膜厚をモニターしながら蒸着を行
い、膜厚が100nm担ったところでシャッタを閉じて
ボートの通電を停止し、ニッケル薄膜14の蒸着を終了
した。続いてアルミニウムが載ったボードに通電し、同
様の手順に従って膜厚700nmのアルミニウム薄膜1
5を成膜した。最後に、n型電極のオーミック接合を得
るために、窒素雰囲気中で550℃にて10分間のアニ
ーリングを行って、ニッケルとアルミニウムの2層構造
からなるn型電極19を完成させた。
Subsequently, a part of the epitaxial growth layer at the other corner of the element where the n-type ohmic electrode was to be formed was removed by dry etching to expose the n-type contact layer 4 made of GaN. . Then, a nickel thin film 15 and an aluminum thin film 16 are formed on the exposed surface of the n-type contact layer 4 made of GaN by vacuum evaporation.
Were sequentially formed. For vacuum evaporation, a vacuum evaporation apparatus equipped with two resistance heating boats was used. One of the boats was loaded with a nickel piece as an evaporation source, and the other was loaded with an aluminum piece. 3.99 × 1 inside the vacuum evaporation system
The pressure was reduced to 0 -4 Pa, and the boat on which the nickel pieces were placed was first heated and heated to confirm that the nickel on the boat had dissolved, and then the shutter that separated the boat from the substrate was opened. Then, nickel deposition was started. The vapor deposition was performed while monitoring the film thickness of the vapor deposition film with a quartz vibrating plate type film thickness meter. When the film thickness reached 100 nm, the shutter was closed to stop the energization of the boat, and the vapor deposition of the nickel thin film 14 was completed. Subsequently, a current is applied to the board on which the aluminum is placed, and the aluminum thin film 1 having a thickness of 700 nm is formed according to the same procedure.
5 was formed. Finally, in order to obtain an ohmic junction of the n-type electrode, annealing was performed at 550 ° C. for 10 minutes in a nitrogen atmosphere to complete an n-type electrode 19 having a two-layer structure of nickel and aluminum.

【0026】以上のようにして透光性電極17、n型電
極18構成したエピタキシャルウエーハを、400μm
角のチップに切断し、リードフレーム上に載置して各電
極を超音波式のワイヤーボンダーを使用してアルミニウ
ムワイヤーでリードフレームに結線した。ワイヤーボン
ディングに際し、n型電極の剥離はほとんど認められな
かった。ボンディングによって破損したチップの割合
は、約7%であった。このようにして得たチップを樹脂
でモールドして発光素子ランプとした。この発光素子ラ
ンプのボンディングパッド18とn型電極19の間に作
動電流を印加したところ、電流20mAにおける発光出
力が、平均3.3mW、順方向電圧は3.5Vで、発光
波長が470nmの青色発光が得られた。また、直径2
インチのエピタキシャルウエーハから16,000個の
チップが得られた。
The epitaxial wafer having the light-transmitting electrode 17 and the n-type electrode 18 as described above is
The chip was cut into corner chips, mounted on a lead frame, and each electrode was connected to the lead frame with an aluminum wire using an ultrasonic wire bonder. At the time of wire bonding, peeling of the n-type electrode was hardly observed. The percentage of chips damaged by bonding was about 7%. The chip thus obtained was molded with a resin to obtain a light emitting element lamp. When an operating current was applied between the bonding pad 18 and the n-type electrode 19 of this light emitting device lamp, the light emission output at a current of 20 mA was 3.3 mW on average, the forward voltage was 3.5 V, and the light emission wavelength was 470 nm. Luminescence was obtained. In addition, diameter 2
16,000 chips were obtained from an inch epitaxial wafer.

【0027】(比較例)エピタキシャル成長層の構成は
実施例に記載と同一の構成とし、n型電極の構成を従来
と同様のチタン−アルミニウム合金単層構造とした発光
素子ランプを作製し、p型電極とn型電極の間に作動電
流を印加したところ、電流20mAにおける発光出力
が、平均3.3mW、順方向電圧は3.4Vで、発光波
長が470nmの青色発光が得られた。また、直径2イ
ンチのエピタキシャルウエーハに16,000個のチッ
プを作製したところ、ボンディング工程でのn型電極剥
離により、30%のチップが不合格となった。
(Comparative Example) A light-emitting device lamp having the same structure as that of the embodiment described above in the epitaxial growth layer and a single-layer structure of a titanium-aluminum alloy similar to the conventional one in the structure of the n-type electrode was manufactured. When an operating current was applied between the electrode and the n-type electrode, a light emission output at a current of 20 mA was 3.3 mW on average, a forward voltage was 3.4 V, and blue light emission having a light emission wavelength of 470 nm was obtained. Further, when 16,000 chips were produced on an epitaxial wafer having a diameter of 2 inches, 30% of the chips were rejected due to peeling of the n-type electrode in the bonding step.

【0028】[0028]

【発明の効果】本発明のn型電極構造によれば、ボンダ
ビリティーが良いので製品合格率が高く、また、接触抵
抗も低く順方向電圧は多少高くなるものの実用上は何ら
支障はない。
According to the n-type electrode structure of the present invention, since the bondability is good, the product acceptance rate is high, and the contact resistance is low and the forward voltage is somewhat high, but there is no problem in practical use.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 実施例の III族窒化物半導体発光素子の平面
模式図である。
FIG. 1 is a schematic plan view of a group III nitride semiconductor light emitting device of an example.

【図2】 図2の線A−A’に沿った断面模式図であ
る。
FIG. 2 is a schematic sectional view taken along line AA ′ of FIG.

【図3】 従来のAlGaInN系ダブルヘテロ接合構
造を有する発光素子の断面模式図である。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a conventional light emitting device having an AlGaInN-based double heterojunction structure.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,31・・・・・・基板、2,32・・・・・・緩衝層、3・・・・・・
低nドープGaN層、4,33・・・・・・n型コンタクト
層、5・・・・・・下部クラッド層、6,34・・・・・・発光層、
7・・・・・・拡散防止層、8・・・・・・p型層、9・・・・・・p形コ
ンタクト層、10・・・・・・金薄膜、11・・・・・・二酸化珪素
薄膜、12・・・・・・チタン薄膜、13・・・・・・アルミニウム
薄膜、14・・・・・・金薄膜、15・・・・・・ニッケル薄膜、1
6・・・・・・アルミニウム薄膜、17・・・・・・透光性電極、1
8・・・・・・ボンディングパッド、19・・・・・・n型電極 2
0,30・・・・・・III族窒化物半導体発光素子、21・・・・・
・ボール状の金、22・・・・・・ボンディングワイヤー、3
5・・・・・・上部クラッド層、36・・・・・・p形コンタクト
層、37・・・・・・酸化ニッケル薄膜、38・・・・・・金薄膜、
39・・・・・・p型電極用パッド、40・・・・・・n型電極
1, 31 ... substrate, 2, 32 ... buffer layer, 3 ...
Low n-doped GaN layer, 4,33 ... n-type contact layer, 5 ... lower cladding layer, 6, 34 ... light emitting layer,
7: diffusion prevention layer, 8: p-type layer, 9: p-type contact layer, 10: gold thin film, 11:・ Silicon dioxide thin film, 12: titanium thin film, 13: aluminum thin film, 14: gold thin film, 15: nickel thin film, 1
6 ... Aluminum thin film, 17 ... Translucent electrode, 1
8 bonding pad, 19 n-type electrode 2
0, 30... III-nitride semiconductor light emitting device, 21.
.Ball-shaped gold, 22... Bonding wire, 3
5 upper clad layer 36 p-type contact layer 37 nickel oxide thin film 38 gold thin film
39... P-type electrode pad, 40... N-type electrode

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 奥山 峰夫 千葉県千葉市大野台一丁目1番1号 昭和 電工株式会社総合研究所内 Fターム(参考) 4M104 AA04 AA10 BB02 BB05 BB09 BB13 BB14 CC01 DD16 DD28 DD34 DD64 DD65 DD78 EE15 FF17 GG04 HH08 HH15 5F041 AA03 AA04 AA43 AA44 CA05 CA12 CA34 CA40 CA65 CA73 CA83 CA92 CA98 DA07  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Mineo Okuyama 1-1-1, Onodai, Chiba City, Chiba Prefecture F-term in Showa Denko KK R4M104 AA04 AA10 BB02 BB05 BB09 BB13 BB14 CC01 DD16 DD28 DD34 DD64 DD65 DD78 EE15 FF17 GG04 HH08 HH15 5F041 AA03 AA04 AA43 AA44 CA05 CA12 CA34 CA40 CA65 CA73 CA83 CA92 CA98 DA07

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 n型 III族窒化物半導体表面にニッケル
(Ni)薄膜とアルミニウム(Al)薄膜を順次積層し
てなることを特徴とする発光素子用n型電極。
1. An n-type electrode for a light-emitting element, comprising a nickel (Ni) thin film and an aluminum (Al) thin film sequentially laminated on an n-type group III nitride semiconductor surface.
【請求項2】 n型 III族窒化物半導体がn型GaNで
あることを特徴とする請求項1に記載の発光素子用n型
電極。
2. The n-type electrode for a light-emitting device according to claim 1, wherein the n-type group III nitride semiconductor is n-type GaN.
【請求項3】 ニッケル(Ni)薄膜の膜厚が0.05
〜1μmであることを特徴とする請求項1または請求項
2に記載の発光素子用n型電極。
3. The nickel (Ni) thin film has a thickness of 0.05.
3. The n-type electrode for a light emitting device according to claim 1, wherein the thickness is from 1 μm to 3 μm.
【請求項4】 アルミニウム(Al)薄膜の膜厚が0.
4〜2μmであることを特徴とする請求項1から請求項
3のいずれか1項に記載の発光素子用n型電極。
4. An aluminum (Al) thin film having a thickness of 0.1 mm.
The n-type electrode for a light emitting device according to any one of claims 1 to 3, wherein the thickness is 4 to 2 µm.
【請求項5】 n型 III族窒化物半導体表面に、膜厚が
0.05〜1μmのニッケル(Ni)薄膜と膜厚が0.
4〜2μmのアルミニウム(Al)薄膜を順次積層した
後、400〜600℃の温度でアニールすることを特徴
とする発光素子用n型電極の製造方法。
5. A nickel (Ni) thin film having a thickness of 0.05 to 1 μm on a surface of an n-type group III nitride semiconductor and a nickel (Ni) thin film having a thickness of 0.5 to 1 μm.
A method for manufacturing an n-type electrode for a light emitting device, comprising sequentially laminating aluminum (Al) thin films of 4 to 2 μm and annealing at a temperature of 400 to 600 ° C.
【請求項6】 基板上に III族窒化物半導体からなる発
光層を具備した発光素子において、n型 III族窒化物半
導体表面に請求項1から請求項4のいずれか1項に記載
の発光素子用n型電極を具備してなることを特徴とする
III族窒化物半導体発光素子。
6. A light emitting device comprising a light emitting layer made of a group III nitride semiconductor on a substrate, wherein the light emitting device according to claim 1 is provided on a surface of an n-type group III nitride semiconductor. Characterized by comprising an n-type electrode for
Group III nitride semiconductor light emitting device.
【請求項7】 発光層がInGaNもしくはInGaN
とGaNからなる多重量子井戸(MQW)構造からなる
ことを特徴とする請求項6に記載の III族窒化物半導体
発光素子。
7. The light emitting layer is made of InGaN or InGaN.
7. The group III nitride semiconductor light emitting device according to claim 6, wherein the device has a multiple quantum well (MQW) structure composed of GaN and GaN.
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