Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP4886766B2 - 半導体発光素子 - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP4886766B2 - 半導体発光素子 - Google Patents

半導体発光素子 Download PDF

Info

Publication number
JP4886766B2
JP4886766B2 JP2008329619A JP2008329619A JP4886766B2 JP 4886766 B2 JP4886766 B2 JP 4886766B2 JP 2008329619 A JP2008329619 A JP 2008329619A JP 2008329619 A JP2008329619 A JP 2008329619A JP 4886766 B2 JP4886766 B2 JP 4886766B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
electrode
semiconductor light
light emitting
ito
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.)
Active
Application number
JP2008329619A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2010153565A (ja
Inventor
本 衛 司 村
上 真 也 布
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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
Priority to JP2008329619A priority Critical patent/JP4886766B2/ja
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to CN2013100758378A priority patent/CN103137821A/zh
Priority to PCT/JP2009/070238 priority patent/WO2010073883A1/ja
Priority to KR1020117014724A priority patent/KR101252387B1/ko
Priority to CN200980152400.1A priority patent/CN102265416B/zh
Publication of JP2010153565A publication Critical patent/JP2010153565A/ja
Priority to US13/165,837 priority patent/US8610158B2/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4886766B2 publication Critical patent/JP4886766B2/ja
Priority to US13/718,618 priority patent/US8680566B2/en
Priority to US14/172,044 priority patent/US9147801B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10HINORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/80Constructional details
    • H10H20/83Electrodes
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10HINORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/80Constructional details
    • H10H20/81Bodies
    • H10H20/811Bodies having quantum effect structures or superlattices, e.g. tunnel junctions
    • H10H20/812Bodies having quantum effect structures or superlattices, e.g. tunnel junctions within the light-emitting regions, e.g. having quantum confinement structures
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10HINORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/80Constructional details
    • H10H20/83Electrodes
    • H10H20/832Electrodes characterised by their material
    • H10H20/833Transparent materials
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10HINORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/80Constructional details
    • H10H20/85Packages
    • H10H20/857Interconnections, e.g. lead-frames, bond wires or solder balls

Landscapes

  • Led Devices (AREA)

Description

本発明は、半導体発光素子に関する。
一般に、半導体発光素子として、基板上にコンタクト層となるn型半導体層、n型クラッド層、活性層、p型クラッド層、およびコンタクト層となるp型半導体層を積層し、コンタクト層となるn型半導体層およびp型半導体層に対し、オーミック電極となるn電極およびp電極をそれぞれ形成した構造が知られている。このような半導体発光素子において、p型半導体層側から光を取り出す場合には、p電極として、高い透過率をもつITO(Indium Tin Oxide)が使われることが一般的である。しかし、このITOは、低いオーミック性からITOのみでは特性のよいデバイスを作製することが困難であった。そこで、良好なコンタクト特性、透過性を持たせるためにITOと、コンタクト層との間にIn、Sn以外から成る金属酸化物層を設けることが提案されている(例えば、特許文献参照)。
しかし、上記特許文献では金属酸化物層の領域を挟んでITOが存在するために、実際はITO本来の透過率が活かせない。また、ITO以外の金属の酸化物を用いるためエッチング条件がITOと異なり、加工プロセスが煩雑になるという問題がある。
特開2001−196633号公報
本発明は、上記事情を考慮してなされたものであって、オーミック性および透過性が可及的に良いp電極を備えた半導体発光素子を提供することを目的とする。
本発明の第1の態様による半導体発光素子は、基板と、前記基板上に設けられたn型半導体層と、前記n型半導体層の第1の領域上に設けられ発光する活性層と、前記活性層上に設けられたp型半導体層と、前記p型半導体層上に設けられ酸素含有率が40原子%未満の第1の導電性酸化物層を有するp電極と、前記n型半導体層の第2の領域上に設けられるn電極と、を備えていることを特徴とする。
また、本発明の第2の態様による半導体発光素子は、基板と、前記基板上に設けられたn型半導体層と、前記n型半導体層上に設けられ発光する活性層と、前記活性層上に設けられたp型半導体層と、前記p型半導体層上に設けられ酸素含有率が40原子%未満の第1の導電性酸化物層を有するp電極と、前記基板の前記n型半導体層とは反対側の面に設けられるn電極と、を備えていることを特徴とする。
本発明によれば、オーミック性および透過性が可及的に良いp電極を備えた半導体発光素子を提供することができる。
本発明の実施形態について以下に図面を参照して説明する。
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態による半導体発光素子の断面を図1に示す。本実施形態の半導体発光素子は、以下のように製造される。
まず、図1に示すように、サファイア基板2上にMOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition)法やMBE(Molecular Beam Epitaxy)法等によりアンドープのGaNバッファ層(図示しない)を形成した後、このバッファ層上にn型GaN層4を形成する。ここでサファイア基板2は図1に示すように、光取り出し効率を向上させるために、表面に凹凸が形成された加工基板を用いてもよいし、表面に凹凸が形成されていない平坦な基板を用いてもよい。
次に、n型GaN層4上にInGaNからなる活性層6をMOCVDやMBE法等により形成する。InGaNからなる活性層6は単一量子井戸(SQW(Single Quantum Well))構造や多重量子井戸(MQW(Multiple Quantum Wells))構造を有している。更に、InGaNからなる活性層6上に、図示しないp型AlGaNからなるクラッド層、およびp型GaN層8を、この順序でMOCVD法等により形成する。このようにして作製された基板をRTA(Rapid Thermal Annealing)炉等で熱処理することにより、p型GaN層8のp型不純物の活性化を促進させる。
次に、透明なp電極10をp型GaN層の表面上に形成する。この透明なp電極10の詳しい形成方法は後述する。p電極10の形成後に、リソグラフィ技術とRIE(Reactive Ion Etching)法等のエッチング技術とを用いて、図1に示すように、p電極10、p型GaN層8、p型AlGaNからなるクラッド層(図示せず)、およびInGaNからなる活性層6の積層膜の一部分を除去して底面にGaN層4の表面を露出させるとともに、この露出したn型GaN層の一部分を除去する。この除去方法としては、RIE法に限らず、ウェットエッチングにより行ってもかまわない。
次に、全面にCVD法等により透明な絶縁膜12を形成する。透明な絶縁膜としてはSiO等が用いられる。続いて、n型GaN層上の透明な絶縁膜12の一部をリソグラフィ技術とウェットエッチング法等により除去して、n型GaN層を露出させる。その後、真空蒸着とリフトオフにより、露出したn型GaN層上にn電極14を形成する。n電極14はTiとAlとの積層膜で形成され、より具体的には、下から順にTi/Al/Ti/Ptが積層された4層積層構造が用いられる。このn電極14は、窒素雰囲気中で、温度650℃のアニールを施すことでオーミック接触性を向上させる。
次に、リソグラフィ技術とウェットエッチング法を用いて、p電極10上の透明な絶縁膜12の一部分を除去することにより、p電極10上の一部の表面を露出させる。真空蒸着法を用いて、露出したp電極10上にボンディング用のパッド電極16を形成するとともにn電極14上にボンディング用のパッド電極18を形成する。パッド電極16、18の材質としては、下から順にTi/Pt/Auが積層された積層膜や、下から順にNi/Auが積層された積層膜のように、上部の層にAuを用い、n電極14またはp電極10との界面に密着性の高いNiやTiを用いるとよい。
最後に、リソグラフィ技術とRIE技術とを用いて、サファイア基板2まで達する素子分離用溝22を設けてチップ化が平易になるようにする。その後、この素子分離用溝22の側面まで被覆されるように透明な絶縁膜12をCVD法やスパッタ法、蒸着法等で形成する。
本実施形態のp電極10は、透明な導電性酸化物、例えばITOからなっており、第1のITO層10aと、この第1のITO層10a上に形成された第2のITO層10bとを備えている。第1のITO層10aは、例えば、層厚が100nm以下とし、第2のITO層10bに比べてITOの酸素含有量が少なくなるように形成される。これにより、第1のITO層10aは酸素欠損の多いITO層となるので、メタルライクな状態となって、低い接触抵抗(コンタクト抵抗)を有することとなる。他方、第2のITO層10bは、透過率や電気伝導性に優れた酸素含有量をもつITO層とする。このような構成とすることにより、低いコンタクト抵抗と、優れた透過性、電気伝導性とを有するp電極10を得ることができる。なお、p電極10の厚さが100nm以下の場合には、第2のITO層10bを設けずに、第1のITO層10aのみでp電極10を構成してもよい。
このITOからなるp電極10の形成方法は、例えば電子ビーム蒸着法を用いて形成される。まず、基板の温度は200℃〜450℃程度、蒸着レートは0.1nm/sec〜1.5nm/sec、酸素を導入せずに背圧を通常推奨される真空度(1.0×10−5Torr以下)の条件下とし、ITO焼結材料に電子ビームを照射して、層厚が10nm〜100nm程度の第1のITO層10aを、p型GaN層8上に成膜する。この時、第1のITO層10aの層厚は、所望の透過率、シート抵抗に依存するため、10nm〜100nmに限られる必要はない。
次に、上記温度、上記蒸着レートで酸素分圧が1.0×10−4Torr〜1.0×10−3Torr程度になるよう酸素を流入させて導電率と透過性の優れた第2のITO層10bを成膜する。ここで、第2のITO層10bは第1のITO層10aの形成時から連続的に酸素流入量を増やしながら成膜し、第1のITO層10aと酸素導入の境界をなくしても構わない。
まず、ITO層の特性に関する、形成時の酸素分圧依存性について、図2を参照して説明する。膜厚を全て250nmの単層のITO層とし、酸素分圧が0Torr、1.0×10−4Torr、4.0×10−4Torr、7.0×10−4Torrとして形成した4種類のITO層のサンプルa、b、c、dを用意して、それぞれのサンプルa、b、c、dに関する、コンタクト抵抗(Ωcm)、透過率(%)、比抵抗(シート抵抗)、および酸素含有率(原子%)を調べた結果を図2に示す。なお、透過率は、ITO層に熱処理を施した後の値を示している。この図2からわかるように、酸素分圧が低いほどコンタクト抵抗が低い傾向にある。一方、透過率は酸素分圧が高いほど大きい傾向にあり、両者の両立が難しいことがわかる。
そこで、本発明者達は、第1のITO層10aの好適なコンタクト抵抗を得るために、図3(a)、図3(b)、3(c)に示すように、n型半導体層、活性層、およびp型半導体層からなる積層膜上にn電極およびp電極が形成された半導体発光素子の電圧降下シミュレーションを行った。このシミュレーションは、p電極のコンタクト抵抗が1×10−2(Ω・cm)である半導体発光素子と、1×10−3(Ω・cm)である半導体発光素子に対して、20mAの電流を注入した場合の半導体発光素子の各層における電圧降下を計算したものである。図3(b)、3(b)からわかるように、p電極のコンタクト抵抗が1×10−3(Ω・cm)の場合は、p電極のコンタクト抵抗が1×10−2(Ω・cm)の場合に比べてp電極における電圧降下は1桁小さくなっており、半導体発光素子として約6%の駆動電圧の低電圧化を達成することができる。このことから、本実施形態においては、第1のITO層10aのコンタクト抵抗は、1×10−2(Ω・cm)未満であることが好ましく、これにより良好なコンタクト抵抗を得ることができる。
また、図2に示す測定結果に基づいて、上記サンプルa、b、c、dの比抵抗および酸素含有率ならびにコンタクト抵抗の酸素分圧依存性をプロットしたグラフを図4に示す。この図4に示すグラフから分かるように、比抵抗は、酸素分圧がほぼ4×10−4(Torr)であるときが最低であって、この酸素分圧値よりも小さくなってもまた大きくなっても比抵抗は上昇する。当然ながら、酸素分圧の上昇に応じて、酸素含有率は上昇し、コンタクト抵抗も上昇する。上述したように、第1のITO層10aのコンタクト抵抗は、1×10−2(Ω・cm)未満であることが好ましいので、図4からわかるように、第1のITO層10aの酸素含有率は40原子%未満であることが好ましい。
次に、本実施形態に係るITOからなるp電極のように、第1のITO層、この第1のITO層上に形成された第2のITO層を有するITO電極に関する3種類のサンプルe、f、gを用意する。サンプルe、f、gは、膜厚は全て250nmとし、第1のITO層の成膜時の酸素分圧をすべて0Torrとし、第2のITO層の成膜時の酸素分圧を全て4.0×10−4Torrとし、第1のITO層の層厚をそれぞれ10nm、30nm、50nmとして形成されている。これらのサンプルe、f、gに関する、コンタクト抵抗(Ωcm)、透過率(%)、および比抵抗を調べた結果を図5に示す。なお、透過率は、ITO層に熱処理を施した後の値を示している。この図5からわかるように、第1のITO層は10nm程度の厚さではコンタクト抵抗の低減効果がないことがわかる。また、第1のITO層が設けられている場合(サンプルe、f、gの場合)は、成膜時の酸素分圧が同じかまたは高い、図2に示すサンプルcまたはサンプルdに比べて、コンタクト抵抗は約1/3程度になる。また、サンプルe、f、gの場合は、透過率が90%以上、比抵抗も1.0×10−3(Ω・cm)以下が得られ、一般的な蒸着法により形成した単層のITOからなるp電極の特性と遜色はないことがわかる。
なお、半導体積層膜上に形成したp電極として、亜鉛、インジウム、スズ、およびマグネシウムよりなる群から選択された少なくとも一種の元素を含む導電性酸化物膜に酸素を導入し、上記半導体積層膜と反対側の面における酸素濃度が一番高くなるように構成した電極を用いた半導体発光素子が、特開2005−244128号公報に開示されている。しかし、この特開2005−244128号公報に記載の半導体発光素子においては、導電性酸化物膜は、半導体積層膜との界面側にシート抵抗の低い層、すなわち比抵抗の小さな層を設けている。
導電性酸化物、例えばITOのシート抵抗は、一般に酸素欠損量に依存する。酸素欠損量が少ないとキャリアが少なくなり、比抵抗は高くなる。また酸素欠損量が少なすぎると、結晶性が悪くなり、キャリアの移動度が減少して比抵抗は高くなる。すなわち、図4に示した特性となる。シート抵抗の低いITO層、すなわち、比抵抗が低いITO層は、図4からわかるように、その比抵抗は1×10−4(Ω・cm)程度であって、酸素含有率が61原子%程度となる。なお、比抵抗が1×10−4(Ω・cm)となるITOは、キャリア密度が、1.0×1020(原子/cm)〜1.0×1021(原子/cm)であって、可視光の透過率は90%以上となる。
したがって、特開2005−244128号公報に記載の半導体発光素子においては、半導体積層膜との界面側における上記p電極層(本実施形態の第1のITO層に対応)の酸素含有率は61原子%程度であって、p電極の他の部分の酸素含有率よりも小さくなっている。
これに対して、本実施形態の半導体発光素子においては、第1のITO層は、図4からわかるように、酸素含有率が40原子%未満であるので、特開2005−244128号公報に記載の半導体発光素子の上記p電極層に比べて、結晶性は多少悪く、シート抵抗(比抵抗)も高くなっている。しかし、本実施形態においては、キャリア密度の高い(伝導電子濃度の高い)ITO層を第1のITO層としているので、特開2005−244128号公報に記載の半導体発光素子に比べて、コンタクト抵抗の低い、すなわちオーミック性の良い。そして、本実施形態においては、p電極全体としてのシート抵抗を低下させ且つ透過率を向上させるために、第1のITO層上にシート抵抗が低くかつ透過率の高い第2のITO層を積層した構成となっている。
以上説明したように、本実施形態によれば、オーミック性および透過性が可及的に良くかつ加工も容易な電極を備えた半導体発光素子を得ることができる。
また、本実施形態に係るITOからなるp電極は、エッチングレートから換算したエッチング時間より50%長くエッチングしてもサイドエッチングを1μm以下にでき、かつ残渣なく加工できるという利点もある。これを以下に説明する。第1のITO層10aは、酸素導入した第2のITO層10bに比べて結晶粒が小さい。この結晶粒が小さい第1のITO層10aは、高導電性、高透過性を有する第2のITO層10bと比べてエッチングレートが大きい。ウェットエッチング時には結晶粒のわずかな隙間からしみ込んだエッチャントがまず、第1のITO層10aをエッチングし、上層の第2のITO層10bがそれにつられて取れるというエッチング形態をとる。この時のエッチングレートを仮にAとする。サイドエッチングは上層の第2のITO層の遅いエッチングレートに関係する。このレートをBとする。通常、ITOからなるp電極を単層で成膜した場合はA=Bであり、50%オーバーエッチングすると大きなサイドエッチングができる。そのため、サイドエッチングを少なくし、かつ残渣なくエッチングするためのエッチング時間の選定は非常に難しい。しかし、本実施形態に係るITO電極においては、第1のITO層のエッチングレートAが第2のITO層のエッチングレートBに比べて遙かに大きいため(すなわち、A>>Bであるため)、残渣ができないよう十分なエッチング時間をかけることができる。
本実施形態に係る、成膜したITOからなるp電極10は、窒素中で500℃〜800℃の温度で熱処理することにより良好なコンタクト特性を得ることができる。これは、熱処理を行うことにより、ITOからなるp電極10からp型GaN層8側にわずかに拡散、反応したInがInGaNの狭バンド層を作り、キャリアがトンネリングしやすくなるためであると考えられている。本実施形態においては、第1のITO層10aは前述したようにメタルライクの状態であり、高導電、高透過性の第2のITO層10bと比べて、結晶性が悪い。このため、熱処理により、Inがp型GaN層8側に拡散しやすく、通常のITO電極よりコンタクト抵抗が低くなる。このため、上記熱処理温度はできるだけ高い方がよい。望ましくは700℃付近がよい。これはGaN結晶の成長が一般に700℃以上で行われるため、結晶にダメージを与えず、かつ最も界面反応が起こりうる高い温度だからである。
本実施形態において、ITOからなるp電極10は、例えばスパッタ法で成膜しても良い。この際、スパッタ法による成膜は、飛散粒子のエネルギーが高いため、成膜時の基板温度として常温〜300℃の範囲で選択することができる。
また、本実施形態の半導体発光素子において、ワイヤボンディングを行うためにp側パッド電極16およびn側パッド電極18がそれぞれ形成される。この際、p側パッド電極16およびn側パッド電極18の形状は、図6に示すように、半導体発光素子の上面の両端の近傍に形成してもよい。ここで、図6は、本実施形態の半導体発光素子の上面を示す。また、図7に示すように、側パッド電極18は、半導体発光素子の一方の端部の近傍に形成されたパッド部18aと、このパッド部18aから側パッド電極16に向かって延在する1本の細線部18bとを備えるように形成し、電極16は、半導体発光素子の他方の端部の近傍に形成されたパッド部16aと、このパッド部16aから側パッド電極18に向かって延在する2本の細線部16b、16cとを備えるように形成してもよい。このように、細線部を設けることにより、電流の広がりをよくすることができる。なお、p側パッド電極16およびn側パッド電極18は、形状が正方形でなく円状でもよく、その形成される位置も両端の近傍ではなく、いずれか一方のパッド電極が、半導体発光素子の上面の中心付近に設けられていてもよい。
また、第1実施形態においては、透明な絶縁膜12は、例えばSiOで形成した。この成膜方法はCVD法、スパッタ法、蒸着法等の各種の方法が挙げられる。また、絶縁性を有していればよいので透明な絶縁膜12としては、SiOに限らずTiO等も使用することができる。
また、第1実施形態では、ITO電極10上に透明な絶縁膜12が形成されていないが、図8に示す、第1実施形態の変形例による半導体発光素子のようにITOからなるp電極10上に形成されていても構わない。この場合、透明な絶縁膜12の屈折率nはITOからなるp電極10の屈折率(2.0前後)より小さいことが望ましく、その膜厚dは透過させて取り出したい光の波長をλとしたとき、
m・λ/4=n・d (mは整数)
となる条件を満たすように形成するとよい。この変形例のように構成することにより、透明な絶縁膜12をITOからなるp電極10上に形成することで光取り出し効率と信頼性を向上させることができる。
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態による半導体発光素子を図9に示す。本実施形態の半導体発光素子は、GaN基板32上に結晶成長させた半導体発光素子である。すなわち、本実施形態の半導体発光素子は、GaN基板32上に、n型GaN層4、InGaNの活性層6、p型GaN層8、第1のITO層10a、および第2のITO層10bが順次積層された構造を有している。第1のITO層10aおよび第2のITO層10bがp電極10を構成する。そして、p電極10上にp側パッド電極16が形成され、GaN基板32のn型GaN層4と反対側の面にn電極14が形成され、n電極14のGaN基板32と反対側の面にn側パッド電極18が形成されている。
GaN基板上の結晶成長方法は基本的にはサファイア基板上の結晶成長方法と変わらない。一般に、GaN基板上の結晶は転移密度が少なく発光効率が高いとされており、基板の値段が下がれば今後多用される基板である。GaN基板使用時には、図9に図示したように基板が導電性であるために基板にn電極14を成膜することができる。n電極14としては、サファイア基板使用時と同様に、Ti/Al系の電極を用いると低コンタクト性を期待できる。
この第2実施形態も第1実施形態と同様の効果を得ることができる。
また、上記第1および第2実施形態においては、p電極の材料としてITOを用いたが、In、Zn、Sn、Ni、Mg、Cu、Au、Pd、Rh、Gaの群から選択された少なくとも一つの元素を含む導電性酸化物を用いてもよい。
以上説明したように、本発明の各実施形態においては、p電極として、半導体積層膜と接する領域に、酸素含有率が40原子%未満の導電性酸化物層を用い、その上部に低シート抵抗、高透過率な導電性酸化物層を形成することにより高い光取り出し効率と、低い駆動電圧を両立する半導体発光素子を得ることができる。また、ウェットエッチング時の残渣も軽減することができる。
本発明の第1実施形態による半導体発光素子の断面図。 第1実施形態の半導体発光素子の効果を説明するためのシミュレーション結果を示す図。 第1実施形態の半導体発光素子の効果を説明するためのシミュレーション結果を示す図。 図2に示すシミュレーション結果をプロットしたグラフ。 第1実施形態の半導体発光素子の効果を説明するためのシミュレーション結果を示す図。 第1実施形態の半導体発光素子の電極の形状の一具体例を示す図。 第1実施形態の半導体発光素子の電極の形状の他の具体例を示す図。 第1実施形態の一変形例による半導体発光素子の断面図。 第2実施形態による半導体発光素子の断面図。
符号の説明
2 サファイア基板
4 p型GaN層
6 InGaN活性層
8 n型GaN層
10 p電極
10a 第1のITO層
10b 第2のITO層
12 透明な絶縁膜
14 n電極
16 p側パッド電極
18 n側パッド電極
22 素子分離用溝
32 GaN基板

Claims (9)

  1. 基板と、
    前記基板上に設けられたn型半導体層と、
    前記n型半導体層の第1の領域上に設けられ発光する活性層と、
    前記活性層上に設けられたp型半導体層と、
    前記p型半導体層上に設けられ酸素含有率が40原子%未満の第1の導電性酸化物層及び前記第1の導電性酸化物層上に設けられ前記第1の導電性酸化物層よりも酸素含有率の高い第2の導電性酸化物層を有するp電極と、
    前記n型半導体層の第2の領域上に設けられるn電極と、
    を備えていることを特徴とする半導体発光素子。
  2. 基板と、
    前記基板上に設けられたn型半導体層と、
    前記n型半導体層上に設けられ発光する活性層と、
    前記活性層上に設けられたp型半導体層と、
    前記p型半導体層上に設けられ酸素含有率が40原子%未満の第1の導電性酸化物層及び前記第1の導電性酸化物層上に設けられ前記第1の導電性酸化物層よりも酸素含有率の高い第2の導電性酸化物層を有するp電極と、
    前記基板の前記n型半導体層とは反対側の面に設けられるn電極と、
    を備えていることを特徴とする半導体発光素子。
  3. 前記第1導電性酸化物層は、In、Zn、Sn、Ni、Mg、Cu、Au、Pd、Rh、Gaの群から選ばれた元素を少なくとも一つ含むことを特徴とする請求項1または2記載の半導体発光素子。
  4. 前記第1の導電性酸化物層は、コンタクト抵抗が1×10−2Ω・cm未満であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の半導体発光素子。
  5. 前記第1の導電性酸化物層は、膜厚が10nm以上100nm以下であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の半導体発光素子。
  6. 前記第2の導電性酸化物層は、前記第1の導電性酸化物層よりも透過率が高いことを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の半導体発光素子。
  7. 前記基板はサファイア基板または半導体基板のいずれかであることを特徴とする請求項記載の半導体発光素子。
  8. 前記第1の導電性酸化物は、膜厚が30nm以上であることを特徴とする請求項1または2記載の半導体発光素子。
  9. 前記第1の導電性酸化物は、膜厚が30nm以上50nm以下であることを特徴とする請求項1または2記載の半導体発光素子
JP2008329619A 2008-12-25 2008-12-25 半導体発光素子 Active JP4886766B2 (ja)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008329619A JP4886766B2 (ja) 2008-12-25 2008-12-25 半導体発光素子
PCT/JP2009/070238 WO2010073883A1 (ja) 2008-12-25 2009-12-02 半導体発光素子
KR1020117014724A KR101252387B1 (ko) 2008-12-25 2009-12-02 반도체 발광 소자
CN200980152400.1A CN102265416B (zh) 2008-12-25 2009-12-02 半导体发光元件
CN2013100758378A CN103137821A (zh) 2008-12-25 2009-12-02 半导体发光元件
US13/165,837 US8610158B2 (en) 2008-12-25 2011-06-22 Semiconductor light emitting device
US13/718,618 US8680566B2 (en) 2008-12-25 2012-12-18 Semiconductor light emitting device including oxide layers with different oxygen contents
US14/172,044 US9147801B2 (en) 2008-12-25 2014-02-04 Semiconductor light emitting device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008329619A JP4886766B2 (ja) 2008-12-25 2008-12-25 半導体発光素子

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2010153565A JP2010153565A (ja) 2010-07-08
JP4886766B2 true JP4886766B2 (ja) 2012-02-29

Family

ID=42287501

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008329619A Active JP4886766B2 (ja) 2008-12-25 2008-12-25 半導体発光素子

Country Status (5)

Country Link
US (3) US8610158B2 (ja)
JP (1) JP4886766B2 (ja)
KR (1) KR101252387B1 (ja)
CN (2) CN102265416B (ja)
WO (1) WO2010073883A1 (ja)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5211121B2 (ja) 2010-08-06 2013-06-12 株式会社東芝 半導体発光素子の製造方法
JP2012084667A (ja) * 2010-10-08 2012-04-26 Showa Denko Kk 化合物半導体発光素子及びその製造方法、ランプ、電子機器並びに機械装置
JP2012146926A (ja) 2011-01-14 2012-08-02 Rohm Co Ltd 発光素子、発光素子ユニットおよび発光素子パッケージ
CN103022308A (zh) * 2011-09-26 2013-04-03 展晶科技(深圳)有限公司 发光二极管晶粒及其制造方法
CN103165786A (zh) * 2011-12-12 2013-06-19 展晶科技(深圳)有限公司 发光二极管晶粒及其制造方法
JP5848600B2 (ja) * 2011-12-22 2016-01-27 シャープ株式会社 窒化物半導体発光素子および窒化物半導体発光素子の製造方法
JP5419999B2 (ja) * 2012-01-13 2014-02-19 株式会社東芝 半導体発光素子及びその製造方法
JP5792694B2 (ja) * 2012-08-14 2015-10-14 株式会社東芝 半導体発光素子
JP2014053458A (ja) * 2012-09-07 2014-03-20 Sharp Corp 窒化物半導体発光素子および窒化物半導体発光素子の製造方法
JP6058980B2 (ja) * 2012-11-20 2017-01-11 スタンレー電気株式会社 半導体発光素子及びその電極の形成方法
WO2014150800A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-25 Glo Ab Two step transparent conductive film deposition method and gan nanowire devices made by the method
WO2015074353A1 (zh) * 2013-11-25 2015-05-28 扬州中科半导体照明有限公司 一种半导体发光二极管芯片
JP2016012611A (ja) * 2014-06-27 2016-01-21 サンケン電気株式会社 半導体発光装置
KR20160025455A (ko) * 2014-08-27 2016-03-08 서울바이오시스 주식회사 발광 소자 및 이의 제조 방법
JP6617401B2 (ja) * 2014-09-30 2019-12-11 日亜化学工業株式会社 半導体発光素子
CN106711200B (zh) * 2016-10-20 2020-05-19 浙江大学 一种p型ZnRhMO非晶氧化物半导体薄膜及其制备方法
JP7541813B2 (ja) * 2018-05-30 2024-08-29 ソウル バイオシス カンパニー リミテッド 発光ダイオード及びそれを有する発光素子
JP7424038B2 (ja) * 2019-12-23 2024-01-30 セイコーエプソン株式会社 発光装置、および、プロジェクター
TWI871423B (zh) * 2020-01-25 2025-02-01 中國大陸商上海顯耀顯示科技有限公司 具有高光萃取效率之微型發光二極體

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2839077B2 (ja) * 1995-06-15 1998-12-16 日本電気株式会社 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子
TW439304B (en) 2000-01-05 2001-06-07 Ind Tech Res Inst GaN series III-V compound semiconductor devices
JP3846150B2 (ja) * 2000-03-27 2006-11-15 豊田合成株式会社 Iii族窒化物系化合物半導体素子および電極形成方法
JP2003309285A (ja) 2002-04-16 2003-10-31 Toyoda Gosei Co Ltd Iii族窒化物系化合物半導体素子の製造方法。
JP4543700B2 (ja) * 2004-02-27 2010-09-15 日亜化学工業株式会社 半導体発光素子
US7385226B2 (en) * 2004-03-24 2008-06-10 Epistar Corporation Light-emitting device
KR100703091B1 (ko) * 2005-09-08 2007-04-06 삼성전기주식회사 질화물 반도체 발광 소자 및 그 제조 방법
DE102005046190A1 (de) 2005-09-27 2007-04-05 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches Halbleiterbauelement mit Stromaufweitungsschicht
JP5232970B2 (ja) 2006-04-13 2013-07-10 豊田合成株式会社 半導体発光素子の製造方法及び半導体発光素子とそれを備えたランプ

Also Published As

Publication number Publication date
CN102265416B (zh) 2014-05-14
KR101252387B1 (ko) 2013-04-08
US9147801B2 (en) 2015-09-29
US20130126937A1 (en) 2013-05-23
KR20110098758A (ko) 2011-09-01
CN102265416A (zh) 2011-11-30
WO2010073883A1 (ja) 2010-07-01
US20140145146A1 (en) 2014-05-29
US20120012884A1 (en) 2012-01-19
US8610158B2 (en) 2013-12-17
JP2010153565A (ja) 2010-07-08
CN103137821A (zh) 2013-06-05
US8680566B2 (en) 2014-03-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4886766B2 (ja) 半導体発光素子
JP4764283B2 (ja) 窒化物系発光素子及びその製造方法
KR100634503B1 (ko) 질화물계 발광소자 및 그 제조방법
CN103378255B (zh) 半导体发光元件
JP5128755B2 (ja) III−V族GaN系化合物半導体及びそれに適用されるp型電極
KR101257572B1 (ko) 반도체 발광 소자
KR101161897B1 (ko) 질화물 반도체 소자
JP7146562B2 (ja) 半導体発光素子および半導体発光素子の製造方法
JP2019207925A (ja) 半導体発光素子および半導体発光素子の製造方法
JP2005191575A (ja) 窒化ガリウム系発光ダイオードの構造とその製造方法
JP5130436B2 (ja) GaN系半導体発光素子及びその製造方法
US7541205B2 (en) Fabrication method of transparent electrode on visible light-emitting diode
JP2002016286A (ja) 半導体発光素子
JP2005340860A (ja) 半導体発光素子
KR101534846B1 (ko) 수직구조의 그룹 3족 질화물계 반도체 발광다이오드 소자및 제조방법
JP2022172366A (ja) 半導体発光素子および半導体発光素子の製造方法
CN108780824A (zh) 半导体光器件和其制造方法
JP2014110300A (ja) 半導体発光素子の製造方法
JP2010141262A (ja) 半導体発光素子、電極構造、半導体発光素子の製造方法、電極構造の製造方法
JP2005123600A (ja) 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子用電極および窒化ガリウム系化合物半導体発光素子
JP2004207769A (ja) 透光性電極およびその作製方法
JP2007311375A (ja) p型III−V族化合物半導体の作製方法及び発光素子の作製方法。
JP2004207768A (ja) 透光性電極およびその作製方法
JP2004207767A (ja) 透光性電極およびその作製方法
JP2008306197A (ja) 窒化物系半導体素子

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20110322

A871 Explanation of circumstances concerning accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871

Effective date: 20110801

A975 Report on accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005

Effective date: 20110805

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110816

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20111017

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20111115

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20111209

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20141216

Year of fee payment: 3

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 4886766

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20141216

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250