JP4926565B2

JP4926565B2 - Semiconductor light emitting device

Info

Publication number: JP4926565B2
Application number: JP2006179734A
Authority: JP
Inventors: 慎一玉井; 雅洋村山
Original assignee: Rohm Co Ltd
Current assignee: Rohm Co Ltd
Priority date: 2006-06-29
Filing date: 2006-06-29
Publication date: 2012-05-09
Anticipated expiration: 2026-06-29
Also published as: JP2008010635A

Description

本発明は、たとえば窒化物系化合物半導体からなり青色または緑色などの比較的長波長の光を発するのに適した半導体発光素子に関する。 The present invention relates to a semiconductor light emitting device made of a nitride compound semiconductor and suitable for emitting light of a relatively long wavelength such as blue or green.

省電力および高輝度な発光源として、たとえば窒化物系化合物半導体からなる半導体発光素子が用いられている。図９は、従来の半導体発光素子の一例を示している。同図に示された半導体発光素子Ｘは、基板９１上にＮ−ＧａＮ層９２、活性層９３、およびｐ−ＧａＮ層９４が積層されている。活性層９３は、Ｎ−ＧａＮ層９２およびｐ−ＧａＮ層９４から供給された正孔および電子が再結合することによって発光する層である。ｐ−ＧａＮ層９４には、リッジストライプ９４ａが形成されている。リッジストライプ９４ａは、絶縁膜９５によって挟まれている。このため、ｐ−ＧａＮ層９４のうちｐ側電極９６Ａと接しているのは、リッジストライプ９４ａに限定されている。これにより、ｐ側電極９６Ａからｐ−ＧａＮ層９４へと供給される正孔の密度が高められる。また、活性層９３からの光のうち、ｐ−ＧａＮ層９４に入射した光は、リッジストライプ９４ａのうち半導体発光素子Ｘの積層方向に起立した１対の面に閉じ込められる格好となる。リッジストライプ９４ａのこれらの機能によって、半導体発光素子Ｘからはリッジストライプ９４ａが延びる方向に向けて比較的高輝度とされた光を出射することができる。 As a power-saving and high-luminance light-emitting source, for example, a semiconductor light-emitting element made of a nitride compound semiconductor is used. FIG. 9 shows an example of a conventional semiconductor light emitting device. In the semiconductor light emitting device X shown in the figure, an N-GaN layer 92, an active layer 93, and a p-GaN layer 94 are stacked on a substrate 91. The active layer 93 is a layer that emits light by recombination of holes and electrons supplied from the N-GaN layer 92 and the p-GaN layer 94. On the p-GaN layer 94, a ridge stripe 94a is formed. The ridge stripe 94 a is sandwiched between insulating films 95. Therefore, the p-GaN layer 94 that is in contact with the p-side electrode 96A is limited to the ridge stripe 94a. As a result, the density of holes supplied from the p-side electrode 96A to the p-GaN layer 94 is increased. Of the light from the active layer 93, the light incident on the p-GaN layer 94 is confined to a pair of surfaces that stand up in the stacking direction of the semiconductor light emitting device X in the ridge stripe 94a. With these functions of the ridge stripe 94a, the semiconductor light emitting element X can emit light having a relatively high luminance in the direction in which the ridge stripe 94a extends.

しかしながら、ｐ側電極９６Ａから正孔を供給するには、パッド電極９６Ｂを設けることが好ましい。パッド電極９６Ｂは、ボンディングワイヤなどの導通部材を接合するために用いられるものであり、ｐ側電極９６Ａを含む比較的広い領域を覆う形状とされている。また、ｐ側電極９６Ａをリッジストライプ９４ａと接しつつ、絶縁膜９５と不要に広い領域において接することの無い形状に仕上げる必要がある。一般的に、ＺｒＯ₂などからなる絶縁膜９５とＡｕなどからなるｐ側電極９６Ａとは、接合強度を高めることが困難だからである。このため、ｐ側電極９６Ａを形成するためのＡｕ薄膜をリッジストライプ９４ａおよび絶縁膜９５を覆うように形成した後に、このＡｕ薄膜の不要部分をエッチングなどによって除去する。このとき、エッチングが過度に行われると、パッド電極９６Ｂとｐ−ＧａＮ層９４とが不当に導通してしまう。反対に、エッチングが不足すると、上記Ａｕ薄膜が残存してしまい、ｐ側電極９６Ａとパッド電極９６Ｂとが剥離してしまうおそれがある。このように、ｐ側電極９６Ａをリッジストライプ９４ａに対して適切に接合しつつ、パッド電極９６Ｂとｐ−ＧａＮ層９４とを十分に絶縁することは困難であった。 However, in order to supply holes from the p-side electrode 96A, it is preferable to provide the pad electrode 96B. The pad electrode 96B is used for bonding a conductive member such as a bonding wire, and has a shape covering a relatively wide region including the p-side electrode 96A. Further, it is necessary to finish the p-side electrode 96A in a shape that does not contact the insulating film 95 in an unnecessarily wide region while contacting the ridge stripe 94a. This is because it is generally difficult to increase the bonding strength between the insulating film 95 made of ZrO ₂ or the like and the p-side electrode 96A made of Au or the like. Therefore, after an Au thin film for forming the p-side electrode 96A is formed so as to cover the ridge stripe 94a and the insulating film 95, unnecessary portions of the Au thin film are removed by etching or the like. At this time, if etching is performed excessively, the pad electrode 96B and the p-GaN layer 94 are unnecessarily conducted. On the other hand, if the etching is insufficient, the Au thin film remains and the p-side electrode 96A and the pad electrode 96B may be separated. As described above, it is difficult to sufficiently insulate the pad electrode 96B and the p-GaN layer 94 while appropriately bonding the p-side electrode 96A to the ridge stripe 94a.

特開２００２−３０５３４９号公報JP 2002-305349 A

本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、ｐ側電極をリッジストライプに対して適切に接合しつつ、パッド電極とｐ型半導体層とを十分に絶縁することが可能な半導体発光素子を提供することをその課題とする。 The present invention has been conceived under the circumstances described above, and is capable of sufficiently insulating the pad electrode and the p-type semiconductor layer while appropriately bonding the p-side electrode to the ridge stripe. It is an object of the present invention to provide a possible semiconductor light emitting device.

本発明の第１の側面によって提供される半導体発光素子は、リッジストライプが形成されたｐ型半導体層と、上記リッジストライプと接するｐ側電極と、少なくともその一部が上記ｐ型半導体層のうち上記リッジストライプ以外の部分と上記ｐ側電極の一部との間に介在する第１絶縁膜と、上記ｐ側電極を覆うパッド電極と、を備えた半導体発光素子であって、上記第１絶縁膜および上記ｐ側電極の上記リッジストライプに対して遠方に位置する外縁が互いに一致しており、上記第１絶縁膜および上記ｐ側電極の上記外縁よりも上記リッジストライプに対して離間した位置において、上記ｐ型半導体層と上記パッド電極との間に介在する第２絶縁膜をさらに備えていることを特徴としている。 The semiconductor light emitting device provided by the first aspect of the present invention includes a p-type semiconductor layer in which a ridge stripe is formed, a p-side electrode in contact with the ridge stripe, and at least a part of the p-type semiconductor layer. A semiconductor light emitting device comprising a first insulating film interposed between a portion other than the ridge stripe and a part of the p-side electrode, and a pad electrode covering the p-side electrode, wherein the first insulating film The outer edge located far from the ridge stripe of the film and the p-side electrode coincides with each other, and at a position farther from the ridge stripe than the outer edge of the first insulating film and the p-side electrode The semiconductor device further includes a second insulating film interposed between the p-type semiconductor layer and the pad electrode.

このような構成によれば、上記ｐ型半導体層と上記パッド電極とは、上記第２絶縁膜によって絶縁される。上記第２絶縁膜は、上記半導体発光素子の製造工程においてその一部がエッチングなどによって減肉されることが無い。このため、比較的厚肉でありかつ全体が一様な厚さとされた上記第２絶縁膜によって、上記パッド電極を上記ｐ型半導体層に対して十分に絶縁することができる。また、上記ｐ側電極と上記第１絶縁膜とが接触する面積を縮小することが可能である。上記ｐ側電極と上記ｐ型半導体層との接合を適切に行うのに適した材質によって上記ｐ側電極を形成すると、上記ｐ側電極と上記第１絶縁膜とが剥離しやすくなる場合がある。しかし、上記構成によれば、上記ｐ側電極の全体が上記第
１絶縁膜から剥離してしまうことを抑制することができる。 According to such a configuration, the p-type semiconductor layer and the pad electrode are insulated by the second insulating film. Part of the second insulating film is not reduced by etching or the like in the manufacturing process of the semiconductor light emitting device. For this reason, the pad electrode can be sufficiently insulated from the p-type semiconductor layer by the second insulating film which is relatively thick and has a uniform thickness as a whole. Further, it is possible to reduce an area where the p-side electrode and the first insulating film are in contact with each other. When the p-side electrode is formed of a material suitable for appropriately joining the p-side electrode and the p-type semiconductor layer, the p-side electrode and the first insulating film may be easily peeled off. . However, according to the said structure, it can suppress that the whole said p side electrode peels from the said 1st insulating film.

本発明の第２の側面によって提供される半導体発光素子は、リッジストライプが形成されたｐ型半導体層と、上記リッジストライプと接するｐ側電極と、少なくともその一部が上記ｐ型半導体層のうち上記リッジストライプ以外の部分と上記ｐ側電極の一部との間に介在する第１絶縁膜と、上記ｐ側電極を覆うパッド電極と、を備えた半導体発光素子であって、上記第１絶縁膜は、上記リッジストライプに隣接し、かつ上記ｐ側電極と接する厚肉部と、上記厚肉部よりも上記リッジストライプから離間した位置に設けられており、上記ｐ側電極とは接しない薄肉部とを有しており、上記薄肉部と上記パッド電極との間に介在する第２絶縁膜をさらに備えることを特徴としている。 The semiconductor light emitting device provided by the second aspect of the present invention includes a p-type semiconductor layer in which a ridge stripe is formed, a p-side electrode in contact with the ridge stripe, and at least a part of the p-type semiconductor layer. A semiconductor light emitting device comprising a first insulating film interposed between a portion other than the ridge stripe and a part of the p-side electrode, and a pad electrode covering the p-side electrode, wherein the first insulating film The film is provided adjacent to the ridge stripe and in contact with the p-side electrode, and at a position farther from the ridge stripe than the thick portion, and is not in contact with the p-side electrode And a second insulating film interposed between the thin-walled portion and the pad electrode.

このような構成によれば、上記パッド電極は、上記第１絶縁膜の上記薄肉部と上記第２絶縁膜とによって上記ｐ型半導体層に対して絶縁されることとなる。したがって、上記パッド電極を上記ｐ型半導体層に対してさらに絶縁することができる。また、上記ｐ型半導体層は、上記リッジストライプが形成された後には、その他の部分が減肉されることが無い。これにより、上記ｐ型半導体層全体の厚さを比較的薄くすることができる。したがって、たとえばＭＯＣＶＤ法によって上記ｐ型半導体層を形成する時間を短縮することが可能であり、たとえば活性層に含まれるＩｎが昇華してしまうことを抑制することができる。 According to such a configuration, the pad electrode is insulated from the p-type semiconductor layer by the thin portion of the first insulating film and the second insulating film. Therefore, the pad electrode can be further insulated from the p-type semiconductor layer. In addition, after the ridge stripe is formed, other portions of the p-type semiconductor layer are not thinned. Thereby, the thickness of the whole p-type semiconductor layer can be made relatively thin. Therefore, it is possible to shorten the time for forming the p-type semiconductor layer by, for example, MOCVD, and it is possible to suppress, for example, sublimation of In contained in the active layer.

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。 Other features and advantages of the present invention will become more apparent from the detailed description given below with reference to the accompanying drawings.

以下、本発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.

図１は、本発明に係る半導体発光素子の第１実施形態を示している。本実施形態の半導体発光素子Ａ１は、基板１、ｎ−ＧａＮ層２、活性層３、ｐ−ＧａＮ層４、第１絶縁膜５Ａ、第２絶縁膜５Ｂ、ｐ側電極６Ａ、およびパッド電極６Ｂを備えている。 FIG. 1 shows a first embodiment of a semiconductor light emitting device according to the present invention. The semiconductor light emitting device A1 of this embodiment includes a substrate 1, an n-GaN layer 2, an active layer 3, a p-GaN layer 4, a first insulating film 5A, a second insulating film 5B, a p-side electrode 6A, and a pad electrode 6B. It has.

基板１は、たとえばサファイア製であり、ｎ−ＧａＮ層２、活性層３、およびｐ−ＧａＮ層４などを支持するためのものである。基板１は、その厚さがたとえば３５０μｍ程度とされている。 The substrate 1 is made of, for example, sapphire and supports the n-GaN layer 2, the active layer 3, the p-GaN layer 4, and the like. The substrate 1 has a thickness of, for example, about 350 μm.

ｎ−ＧａＮ層２は、ＧａＮにＳｉがドープされた層であり、本発明で言うｎ型半導体層の一例である。本実施形態においては、ｎ−ＧａＮ層２は、その厚さが２６０μｍ程度とされている。基板１とｎ−ＧａＮ層２との間には、バッファ層２１およびノンドープＧａＮ層２２が積層されている。これらのバッファ層２１およびノンドープＧａＮ層２２は、基板１とｎ−ＧａＮ層２との格子歪みを緩和するためのものである。 The n-GaN layer 2 is a layer in which GaN is doped with Si, and is an example of an n-type semiconductor layer referred to in the present invention. In the present embodiment, the n-GaN layer 2 has a thickness of about 260 μm. A buffer layer 21 and a non-doped GaN layer 22 are stacked between the substrate 1 and the n-GaN layer 2. These buffer layer 21 and non-doped GaN layer 22 are for relaxing the lattice distortion between the substrate 1 and the n-GaN layer 2.

活性層３は、ＭＱＷ構造とされた層であり、ｐ側電極６Ａを介して供給される正孔と図外のｎ側電極から供給される電子とが再結合することにより発せられる光を増幅させるための層である。本実施形態においては、活性層３は、複数のＩｎＧａＮ層と複数のＧａＮ層とが交互に積層されており、たとえば緑色光などの比較的長波長の光を発するように構成されている。上記ＩｎＧａＮ層は、Ｉｎの組成比がたとえば１５％程度とされることにより、ｎ−ＧａＮ層２よりもバンドギャップが小とされており、活性層３の井戸層を構成している。上記ＧａＮ層は、活性層３のバリア層を形成している。本実施形態においては、活性層３は、たとえば上記複数のＩｎＧａＮ層と複数のＧａＮ層とが３〜７層ずつ積層されており、その厚さが５０〜１５０ｎｍ程度とされている。活性層３とｎ−ＧａＮ層２との間には、超格子層３１が設けられている。超格子層３１は、たとえばＩｎＧａＮ層とＧａＮ層とが一原子層毎に交互に積層された超格子（Superlattice）構造を有する層であり、その厚さが３０ｎｍ程度とされている。 The active layer 3 is a layer having an MQW structure, and amplifies light emitted by recombination of holes supplied through the p-side electrode 6A and electrons supplied from an n-side electrode outside the figure. It is a layer for making it. In the present embodiment, the active layer 3 includes a plurality of InGaN layers and a plurality of GaN layers alternately stacked, and is configured to emit light having a relatively long wavelength such as green light. The InGaN layer has a band gap smaller than that of the n-GaN layer 2 when the In composition ratio is, for example, about 15%, and constitutes a well layer of the active layer 3. The GaN layer forms a barrier layer of the active layer 3. In the present embodiment, for example, the active layer 3 is formed by laminating the plurality of InGaN layers and the plurality of GaN layers by three to seven layers, and the thickness thereof is about 50 to 150 nm. A superlattice layer 31 is provided between the active layer 3 and the n-GaN layer 2. The superlattice layer 31 is a layer having a superlattice structure in which, for example, InGaN layers and GaN layers are alternately stacked for each atomic layer, and the thickness thereof is about 30 nm.

ｐ−ＧａＮ層４は、ＧａＮにＭｇがドープされたことによりいわゆるｐ型半導体層とされており、本発明で言うｐ型半導体層の一例である。本実施形態においては、ｐ−ＧａＮ層４は、その厚さが５０００Å程度とされている。ｐ−ＧａＮ層４には、リッジストライプ４ａが形成されている。リッジストライプ４ａは、半導体発光素子Ａ１の積層方向と直角な方向に延びる断面矩形状の突起である。リッジストライプ４ａは、ｐ−ＧａＮ層４とｐ側電極６Ａとの接触部分をリッジストライプ４ａ上面に限定することにより、ｐ側電極６Ａからｐ−ＧａＮ層４へと注入される正孔の密度を高める機能を有する。また、活性層３からの光のうちｐ−ＧａＮ層４へと入射した光は、リッジストライプ４ａのうち半導体発光素子Ａ１の積層方向に起立する１対の側面によって閉じ込められる。リッジストライプ４ａのこれらの機能によって、半導体発光素子Ａ１は、リッジストライプ４ａが延びる方向に比較的高輝度な光を出射可能とされている。また、ｐ−ＧａＮ層４には、リッジストライプ４ａを挟んで離間した１対の凹面４ｂが形成されている。凹面４ｂは、リッジストライプ４ａおよびｐ−ＧａＮ層４のうちリッジストライプ４ａに隣接する部分の上面よりも、活性層３寄りに位置する面とされている。 The p-GaN layer 4 is a so-called p-type semiconductor layer by doping GaN with Mg, and is an example of the p-type semiconductor layer referred to in the present invention. In the present embodiment, the p-GaN layer 4 has a thickness of about 5000 mm. A ridge stripe 4 a is formed in the p-GaN layer 4. The ridge stripe 4a is a protrusion having a rectangular cross section extending in a direction perpendicular to the stacking direction of the semiconductor light emitting element A1. The ridge stripe 4a limits the density of holes injected from the p-side electrode 6A to the p-GaN layer 4 by limiting the contact portion between the p-GaN layer 4 and the p-side electrode 6A to the upper surface of the ridge stripe 4a. Has a function to enhance. Further, the light incident on the p-GaN layer 4 out of the light from the active layer 3 is confined by a pair of side surfaces rising in the stacking direction of the semiconductor light emitting element A1 in the ridge stripe 4a. With these functions of the ridge stripe 4a, the semiconductor light emitting device A1 can emit light with relatively high luminance in the direction in which the ridge stripe 4a extends. The p-GaN layer 4 is formed with a pair of concave surfaces 4b that are spaced apart from each other with the ridge stripe 4a interposed therebetween. The concave surface 4b is a surface located closer to the active layer 3 than the upper surface of the ridge stripe 4a and the p-GaN layer 4 adjacent to the ridge stripe 4a.

第１絶縁膜５Ａは、リッジストライプ４ａを挟んでこれを露出させる形状に仕上げられており、たとえばＺｒＯ₂といった絶縁性材料からなる。第１絶縁膜５Ａの外縁５Ａａは、半導体発光素子Ａ１の積層方向と直角な平面における位置が、ｐ−ＧａＮ層４の凹面４ｂの内縁と一致している。本実施形態においては、第１絶縁膜５Ａは、その厚さが５００Å程度とされている。 The first insulating film 5A is finished so as to expose the ridge stripe 4a, and is made of an insulating material such as ZrO ₂ . The position of the outer edge 5Aa of the first insulating film 5A in the plane perpendicular to the stacking direction of the semiconductor light emitting element A1 coincides with the inner edge of the concave surface 4b of the p-GaN layer 4. In the present embodiment, the first insulating film 5A has a thickness of about 500 mm.

ｐ側電極６Ａは、リッジストライプ４ａの上面および第１絶縁膜５Ａを覆っている。ｐ側電極６Ａは、たとえばＰｄ／Ａｕからなり、リッジストライプ４ａとオーミックコンタクトを形成している。ｐ側電極６Ａは、その厚さが１０００Å程度とされている。ｐ側電極６Ａの外縁６Ａａは、半導体発光素子Ａ１の積層方向と直角な平面における位置が、第１絶縁膜５Ａの外縁５Ａａと一致している。 The p-side electrode 6A covers the upper surface of the ridge stripe 4a and the first insulating film 5A. The p-side electrode 6A is made of Pd / Au, for example, and forms an ohmic contact with the ridge stripe 4a. The thickness of the p-side electrode 6A is about 1000 mm. The position of the outer edge 6Aa of the p-side electrode 6A coincides with the outer edge 5Aa of the first insulating film 5A in a plane perpendicular to the stacking direction of the semiconductor light emitting element A1.

第２絶縁膜５Ｂは、ｐ側電極６Ａの一部とｐ−ＧａＮ層４とを覆っており、たとえばＺｒＯ₂といった絶縁性材料からなる。第２絶縁膜５Ｂは、ｐ側電極６Ａのうちリッジストライプ４ａと接する部分の裏にあたる部分を露出させる形状に仕上げられている。また、第２絶縁膜５Ｂは、ｐ−ＧａＮ層４の凹面４ｂと接している。本実施形態においては、第２絶縁膜５Ｂは、その厚さが３０００Å程度とされている。 The second insulating film 5B covers a part of the p-side electrode 6A and the p-GaN layer 4 and is made of an insulating material such as ZrO ₂ . The second insulating film 5B is finished to have a shape that exposes a portion of the p-side electrode 6A that is behind the portion in contact with the ridge stripe 4a. The second insulating film 5 </ b> B is in contact with the concave surface 4 b of the p-GaN layer 4. In the present embodiment, the second insulating film 5B has a thickness of about 3000 mm.

パッド電極６Ｂは、正孔を供給するためのワイヤボンディングなどが接合される部分であり、たとえば、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕからなる。パッド電極６Ｂは、第２絶縁膜５Ｂとｐ側電極６Ａのうち第２絶縁膜５Ｂから露出した部分とを覆っており、ｐ側電極６Ａと導通している。本実施形態においては、パッド電極６Ｂは、その厚さが５０００Å程度とされている。 The pad electrode 6B is a part to which wire bonding for supplying holes is joined, and is made of, for example, Ti / Pt / Au. The pad electrode 6B covers the second insulating film 5B and the portion of the p-side electrode 6A exposed from the second insulating film 5B, and is electrically connected to the p-side electrode 6A. In the present embodiment, the pad electrode 6B has a thickness of about 5000 mm.

次に、半導体発光素子Ａ１の製造方法について、図２〜図６を参照しつつ以下に説明する。 Next, a manufacturing method of the semiconductor light emitting element A1 will be described below with reference to FIGS.

まず、図２に示すように、基板１上にバッファ層２１、ノンドープＧａＮ層２２、ｎ−ＧａＮ層２、超格子層３１、活性層３、およびｐ−ＧａＮ層４を、たとえばＭＯＣＶＤ法を用いて積層する。ｐ−ＧａＮ層４は、成長させたＧａＮ層にＭｇをドープした後に、たとえばエッチングによってリッジストライプ４ａを設けることによって形成する。 First, as shown in FIG. 2, the buffer layer 21, the non-doped GaN layer 22, the n-GaN layer 2, the superlattice layer 31, the active layer 3, and the p-GaN layer 4 are formed on the substrate 1 by using, for example, the MOCVD method. And stack. The p-GaN layer 4 is formed by doping the grown GaN layer with Mg and then providing the ridge stripe 4a by etching, for example.

次に、図３に示すように、ＺｒＯ₂からなる絶縁膜５０Ａを形成する。絶縁膜５０Ａの形成は、たとえばスパッタなどのＰＶＤ法を用いて厚さが５００Å程度のＺｒＯ₂の膜を成長させた後に、このＺｒＯ₂の膜のうち、リッジストライプ４ａを覆う部分をリフトオフの手法を用いて除去することによって行う。 Next, as shown in FIG. 3, an insulating film 50A made of ZrO ₂ is formed. The insulating film 50A is formed by, for example, using a PVD method such as sputtering to grow a ZrO ₂ film having a thickness of about 500 mm and then lifting off the portion of the ZrO ₂ film that covers the ridge stripe 4a. By removing using.

次に、図４に示すように、Ｐｄ／Ａｕからなる厚さ１０００Å程度の金属膜６０Ａを形成する。金属膜６０Ａの形成は、たとえばスパッタなどのＰＶＤ法を用いて絶縁膜５０Ａおよびリッジストライプ４ａの上面を覆うように行う。 Next, as shown in FIG. 4, a metal film 60A made of Pd / Au and having a thickness of about 1000 mm is formed. The metal film 60A is formed so as to cover the upper surfaces of the insulating film 50A and the ridge stripe 4a by using, for example, a PVD method such as sputtering.

次に、金属膜６０Ａ、絶縁膜５０Ａに対してたとえばフォトリソグラフィの手法によって残存させるべき箇所をマスクした状態でドライエッチングを施し、図５に示すように第１絶縁膜５Ａおよびｐ側電極６Ａを形成する。このエッチングは、上述した金属膜６０Ａおよび絶縁膜５０Ａを超えて、ｐ−ＧａＮ層４に達するまで行う。これによって、ｐ−ＧａＮ層４には、１対の凹面４ｂが形成される。 Next, dry etching is performed on the metal film 60A and the insulating film 50A while masking portions that should be left by a photolithography technique, for example, so that the first insulating film 5A and the p-side electrode 6A are formed as shown in FIG. Form. This etching is performed until the p-GaN layer 4 is reached beyond the metal film 60A and the insulating film 50A. As a result, a pair of concave surfaces 4 b is formed in the p-GaN layer 4.

次に、図６に示すように、ｐ側電極６Ａおよびｐ−ＧａＮ層４の凹面４ｂを覆うように、第２絶縁膜５Ｂを形成する。第２絶縁膜５Ｂの形成においては、たとえばスパッタなどのＰＶＤ法を用いてＺｒＯ₂からなる厚さ３０００Å程度の絶縁膜を形成した後に、この絶縁膜の一部を除去することによってｐ側電極６Ａの中央部分を露出させる。この後は、第２絶縁膜５Ｂおよびｐ側電極６Ａの露出部分を覆うようにパッド電極６Ｂを形成する。また、図外のｎ側電極を既知の手法によって形成する。以上の工程を経ることによって、半導体発光素子Ａ１が得られる。 Next, as shown in FIG. 6, the second insulating film 5 </ b> B is formed so as to cover the p-side electrode 6 </ b> A and the concave surface 4 b of the p-GaN layer 4. In the formation of the second insulating film 5B, after forming an insulating film made of ZrO ₂ and having a thickness of about 3000 mm using, for example, a PVD method such as sputtering, a part of this insulating film is removed to remove the p-side electrode 6A. Expose the central part of. Thereafter, pad electrode 6B is formed so as to cover the exposed portions of second insulating film 5B and p-side electrode 6A. Further, an n-side electrode (not shown) is formed by a known method. Through the above steps, the semiconductor light emitting element A1 is obtained.

次に、半導体発光素子Ａ１の作用について説明する。 Next, the operation of the semiconductor light emitting element A1 will be described.

本実施形態によれば、ｐ側電極６Ａと第１絶縁膜５Ａとの接触面積を縮小することが可能である。ｐ側電極６Ａは、ｐ−ＧａＮ層４とオーミックコンタクトを形成するために、Ｐｄ／Ａｕによって形成することが好ましい。このようなｐ側電極６Ａは、ＺｒＯ₂からなる第１絶縁膜５Ａから比較的剥離しやすい。この剥離しやすいｐ側電極６Ａと第１絶縁膜５Ａとの接触面積を縮小することにより、ｐ側電極６Ａ全体が剥離してしまうことを抑制することができる。また、ｐ側電極６Ａの大部分は、第２絶縁膜５Ｂによって覆われている。これによっても、ｐ側電極６Ａの剥離防止を図ることができる。 According to the present embodiment, it is possible to reduce the contact area between the p-side electrode 6A and the first insulating film 5A. The p-side electrode 6A is preferably formed of Pd / Au in order to form an ohmic contact with the p-GaN layer 4. Such a p-side electrode 6A is relatively easy to peel off from the first insulating film 5A made of ZrO ₂ . By reducing the contact area between the p-side electrode 6A that easily peels off and the first insulating film 5A, the entire p-side electrode 6A can be prevented from peeling off. Further, most of the p-side electrode 6A is covered with the second insulating film 5B. This can also prevent the p-side electrode 6A from peeling off.

図５に示したエッチング工程においては、エッチングをｐ−ＧａＮ層４に達するまで行うことにより、図４に示す絶縁膜５０Ａおよび金属膜６０Ａの一部ずつを完全に除去する。このため、第２絶縁膜５Ｂは、凹面４ｂにおいてｐ−ＧａＮ層４と直接接している。したがって、この部分には、剥離しやすいＺｒＯ₂とＡｕとの接触部分が無く、第２絶縁膜５Ｂをｐ−ＧａＮ層４から剥離しにくいものとすることができる。 In the etching step shown in FIG. 5, the etching is performed until the p-GaN layer 4 is reached, thereby completely removing each of the insulating film 50A and the metal film 60A shown in FIG. For this reason, the second insulating film 5B is in direct contact with the p-GaN layer 4 at the concave surface 4b. Therefore, this portion does not have a contact portion between ZrO ₂ and Au that is easily peeled off, and the second insulating film 5B can be hardly peeled off from the p-GaN layer 4.

第２絶縁膜５Ｂは、たとえばエッチングによってその一部が減肉されるといった処理が施されることが無い。このため、第２絶縁膜５Ｂは、比較的厚肉でありかつ一様な厚さのものとなっている。したがって、第２絶縁膜５Ｂによってパッド電極６Ｂをｐ−ＧａＮ層４に対して十分に絶縁することができる。 The second insulating film 5B is not subjected to a process in which a part thereof is thinned by etching, for example. Therefore, the second insulating film 5B is relatively thick and has a uniform thickness. Therefore, the pad electrode 6B can be sufficiently insulated from the p-GaN layer 4 by the second insulating film 5B.

特に、半導体発光素子Ａ１を緑色光などの比較的長波長の光を発するものとして構成するには、活性層３のＩｎＧａＮ層のＩｎ組成比を高める必要がある。高濃度のＩｎを活性層３に含有させるためには、半導体発光素子Ａ１の製造工程において活性層３が高温にさらされてＩｎが昇華してしまうことをできるだけ回避する必要がある。このため、高温状態で形成することが必要とされるｐ−ＧａＮ層４の厚さを厚くすることは困難である。これに伴い、第１絶縁膜５Ａも厚く仕上げることができない。しかし、本実施形態においては、第１絶縁膜５Ａが薄くても、第２絶縁膜５Ｂを備えることにより、パッド電極６Ｂをｐ−ＧａＮ層４に対して確実に絶縁することが可能である。したがって、本実施形態の半導体発光素子Ａ１は、緑色光などの比較的長波長の光を発するのに適している。 In particular, in order to configure the semiconductor light emitting element A1 to emit light having a relatively long wavelength such as green light, it is necessary to increase the In composition ratio of the InGaN layer of the active layer 3. In order to contain high concentration of In in the active layer 3, it is necessary to avoid as much as possible that the active layer 3 is exposed to a high temperature and the In is sublimated in the manufacturing process of the semiconductor light emitting element A1. For this reason, it is difficult to increase the thickness of the p-GaN layer 4 that is required to be formed at a high temperature. Accordingly, the first insulating film 5A cannot be finished thick. However, in this embodiment, even if the first insulating film 5A is thin, the pad electrode 6B can be reliably insulated from the p-GaN layer 4 by including the second insulating film 5B. Therefore, the semiconductor light emitting device A1 of this embodiment is suitable for emitting light having a relatively long wavelength such as green light.

図７は、本発明の第２実施形態を示している。なお、本図において、上記実施形態と同一または類似の要素には、上記実施形態と同一の符号を付している。本実施形態の半導体発光素子Ａ２は、第１絶縁膜５Ａおよび第２絶縁膜５Ｂの構成が、上述した第１実施形態と異なっている。 FIG. 7 shows a second embodiment of the present invention. In this figure, the same or similar elements as those in the above embodiment are given the same reference numerals as those in the above embodiment. The semiconductor light emitting device A2 of the present embodiment is different from the first embodiment described above in the configuration of the first insulating film 5A and the second insulating film 5B.

本実施形態においては、第１絶縁膜５Ａは、厚肉部５１および薄肉部５２を有している。厚肉部５１は、リッジストライプ４ａに隣接する部分であり、その厚さが５００Å程度とされている。薄肉部５２は、厚肉部５１を挟んでリッジストライプ４ａから離間した位置に設けられており、その厚さが１００Å程度とされている。第２絶縁膜５Ｂは、ｐ側電極６Ａの一部と第１絶縁膜５Ａの薄肉部５２を覆っている。第１実施形態とは異なり、第２絶縁膜５Ｂとｐ−ＧａＮ層４とは直接接していない。 In the present embodiment, the first insulating film 5 </ b> A has a thick part 51 and a thin part 52. The thick portion 51 is a portion adjacent to the ridge stripe 4a and has a thickness of about 500 mm. The thin portion 52 is provided at a position spaced apart from the ridge stripe 4a across the thick portion 51, and the thickness thereof is about 100 mm. The second insulating film 5B covers a part of the p-side electrode 6A and the thin portion 52 of the first insulating film 5A. Unlike the first embodiment, the second insulating film 5B and the p-GaN layer 4 are not in direct contact.

このような半導体発光素子Ａ２は、図２〜図６に示した製造方法と類似の方法によって製造することができる。ただし、ｐ側電極６Ａおよび第１絶縁膜５Ａを形成するためのエッチング工程においては、図８に示すように、エッチングがｐ−ＧａＮ層４に達しないようにエッチング条件を設定する。 Such a semiconductor light emitting device A2 can be manufactured by a method similar to the manufacturing method shown in FIGS. However, in the etching process for forming the p-side electrode 6A and the first insulating film 5A, the etching conditions are set so that the etching does not reach the p-GaN layer 4 as shown in FIG.

このような実施形態によっても、上述した第１実施形態と同様に、ｐ側電極６Ａの剥離防止と、パッド電極６Ｂの十分な絶縁とを実現することができる。また、本実施形態においては、ｐ−ＧａＮ層４にリッジストライプ４ａを形成した後には、さらなるエッチングなどによってｐ−ＧａＮ層４が部分的に減肉されることが無い。このため、ｐ−ＧａＮ層４全体を比較的薄肉とすることが可能である。ｐ−ＧａＮ層４が薄肉であるほど、ｐ−ＧａＮ層４を形成する際に活性層３が高温にさらされる時間を短縮することができる。したがって。緑色光などを出射するために比較的Ｉｎ組成比が高いものとされた活性層３からＩｎが昇華してしまうことを防止するのに適している。 Also in such an embodiment, as in the first embodiment described above, it is possible to prevent the p-side electrode 6A from being peeled and to sufficiently insulate the pad electrode 6B. In the present embodiment, after the ridge stripe 4a is formed in the p-GaN layer 4, the p-GaN layer 4 is not partially thinned by further etching or the like. For this reason, the entire p-GaN layer 4 can be made relatively thin. The thinner the p-GaN layer 4 is, the shorter the time during which the active layer 3 is exposed to a high temperature when the p-GaN layer 4 is formed. Therefore. It is suitable for preventing In from sublimating from the active layer 3 having a relatively high In composition ratio for emitting green light or the like.

本発明に係る半導体発光素子は、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係る半導体発光素子の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。 The semiconductor light emitting device according to the present invention is not limited to the above-described embodiment. The specific configuration of each part of the semiconductor light emitting device according to the present invention can be varied in design in various ways.

ｎ型半導体層およびｐ型半導体層をＧａＮなどの窒化物系化合物によって形成することは、青色または緑色の光を出射するのに適しているが、本発明はこれに限定されず、活性層に電子と正孔とを注入可能な構成とすればよい。同様に、本発明でいう活性層は、ＩｎＧａＮからなる層をふくむＭＱＷ構造のものに限定されない。第１絶縁膜および第２絶縁膜の材質としては、ＺｒＯ₂に限定されず、ＳｉＯ₂などさまざまな絶縁材料を用いてもよい。本発明で言うｐ型半導体層は、均一なＧａＮによって形成されたものに限定されず、たとえばリッジストライプが形成される場所に位置するｐ−ＧａＮクラッド層や、ｐ側電極と接する部分に位置するｐ型コンタクト層などを含む構成であってもよい。 Forming the n-type semiconductor layer and the p-type semiconductor layer with a nitride-based compound such as GaN is suitable for emitting blue or green light, but the present invention is not limited to this, and the active layer is not limited to this. What is necessary is just to set it as the structure which can inject an electron and a hole. Similarly, the active layer referred to in the present invention is not limited to an MQW structure including a layer made of InGaN. The material of the first insulating film and the second insulating film is not limited to ZrO ₂ , and various insulating materials such as SiO ₂ may be used. The p-type semiconductor layer referred to in the present invention is not limited to the one formed of uniform GaN, and is located, for example, in a p-GaN clad layer located at a location where a ridge stripe is formed or a portion in contact with the p-side electrode. A configuration including a p-type contact layer may be used.

本発明に係る半導体発光素子の第１実施形態を示す要部断面図である。It is principal part sectional drawing which shows 1st Embodiment of the semiconductor light-emitting device based on this invention. 本発明に係る半導体発光素子の第１実施形態の製造方法において、ｐ−ＧａＮ層を形成する工程を示す要部断面図である。It is principal part sectional drawing which shows the process of forming a p-GaN layer in the manufacturing method of 1st Embodiment of the semiconductor light-emitting device concerning this invention. 本発明に係る半導体発光素子の第１実施形態の製造方法において、絶縁膜を形成する工程を示す要部断面図である。It is principal part sectional drawing which shows the process of forming an insulating film in the manufacturing method of 1st Embodiment of the semiconductor light-emitting device concerning this invention. 本発明に係る半導体発光素子の第１実施形態の製造方法において、金属膜を形成する工程を示す要部断面図である。It is principal part sectional drawing which shows the process of forming a metal film in the manufacturing method of 1st Embodiment of the semiconductor light-emitting device concerning this invention. 本発明に係る半導体発光素子の第１実施形態の製造方法において、ｐ側電極および第１絶縁膜を形成する工程を示す要部断面図である。In the manufacturing method of 1st Embodiment of the semiconductor light-emitting device concerning this invention, it is principal part sectional drawing which shows the process of forming a p side electrode and a 1st insulating film. 本発明に係る半導体発光素子の第１実施形態の製造方法において、第２絶縁膜を形成する工程を示す要部断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view of a principal part showing a step of forming a second insulating film in the method for producing a semiconductor light emitting device according to the first embodiment of the present invention. 本発明に係る半導体発光素子の第２実施形態を示す要部断面図である。It is principal part sectional drawing which shows 2nd Embodiment of the semiconductor light-emitting device based on this invention. 本発明に係る半導体発光素子の第２実施形態の製造方法において、ｐ側電極および第１絶縁膜を形成する工程を示す要部断面図である。It is principal part sectional drawing which shows the process of forming the p side electrode and the 1st insulating film in the manufacturing method of 2nd Embodiment of the semiconductor light-emitting device which concerns on this invention. 従来の半導体発光素子の一例を示す要部断面図である。It is principal part sectional drawing which shows an example of the conventional semiconductor light-emitting device.

Explanation of symbols

Ａ半導体発光素子
１基板
２ｎ−ＧａＮ層
３１超格子層
３活性層
４ｐ−ＧａＮ層
４ａリッジストライプ
４ｂ凹面
５Ａ第１絶縁膜
５Ａａ外縁
５Ｂ第２絶縁膜
６Ａｐ側電極
６Ａａ外縁
６Ｂパッド電極
２１バッファ層
２２ノンドープＧａＮ層
５１厚肉部
５２薄肉部 A Semiconductor light emitting device 1 Substrate 2 n-GaN layer 31 Superlattice layer 3 Active layer 4 p-GaN layer 4a Ridge stripe 4b Concave surface 5A First insulating film 5Aa Outer edge 5B Second insulating film 6A p-side electrode 6Aa Outer edge 6B Pad electrode 21 Buffer layer 22 Non-doped GaN layer 51 Thick part 52 Thin part

Claims

A p-type semiconductor layer having a ridge stripe formed thereon;
A p-side electrode in contact with the ridge stripe;
A first insulating film at least a portion of which is interposed between a portion of the p-type semiconductor layer other than the ridge stripe and a portion of the p-side electrode;
A pad electrode covering the p-side electrode;
A semiconductor light emitting device comprising:
The outer edges located far from the ridge stripe of the first insulating film and the p-side electrode coincide with each other,
The semiconductor device further includes a second insulating film interposed between the p-type semiconductor layer and the pad electrode at a position further away from the ridge stripe than the outer edge of the first insulating film and the p-side electrode. A semiconductor light emitting device characterized by the above.

A p-type semiconductor layer having a ridge stripe formed thereon;
A p-side electrode in contact with the ridge stripe;
A first insulating film at least a portion of which is interposed between a portion of the p-type semiconductor layer other than the ridge stripe and a portion of the p-side electrode;
A pad electrode covering the p-side electrode;
A semiconductor light emitting device comprising:
The first insulating film is provided adjacent to the ridge stripe and in contact with the p-side electrode, and at a position farther from the ridge stripe than the thick portion. Has a thin portion that does not touch,
A semiconductor light emitting element, further comprising a second insulating film interposed between the thin portion and the pad electrode.