JP3087831B2 - Nitride semiconductor device - Google Patents
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はLED(発光ダイオー
ド)、LD(レーザダイオード)等の発光素子、あるい
は太陽電池、光センサー等の受光素子に使用される窒化
物半導体(In XAlYGa1-X-YN、0≦X、0≦Y、X+
Y≦1)よりなる素子に関する。The present invention relates to an LED (light emitting diode)
Light emitting element such as LD), LD (laser diode), or
Is used in light-receiving elements such as solar cells and optical sensors.
Semiconductor (In XAlYGa1-XYN, 0 ≦ X, 0 ≦ Y, X +
Y ≦ 1).
【0002】[0002]
【従来の技術】窒化物半導体は高輝度青色LED、純緑
色LEDの材料として、フルカラーLEDディスプレ
イ、交通信号等で最近実用化されたばかりである。これ
らのLEDは、基本的にはサファイア基板の上にn型窒
化物半導体層(以下、n層という。)よりなるn型クラ
ッド層と、単一量子井戸構造(SQW:Single-Quantum
-Well)を有するInGaNよりなる活性層と、p型窒
化物半導体層(以下、p層という。)よりなるp型クラ
ッド層とが順に積層されたダブルへテロ構造を有してい
る。2. Description of the Related Art Nitride semiconductors have just recently been put to practical use in full-color LED displays, traffic signals and the like as materials for high-brightness blue LEDs and pure green LEDs. These LEDs basically include an n-type clad layer composed of an n-type nitride semiconductor layer (hereinafter, referred to as an n-layer) on a sapphire substrate and a single quantum well structure (SQW: Single-Quantum).
-Well), and a p-type clad layer formed of a p-type nitride semiconductor layer (hereinafter, referred to as a p-layer).
【0003】一般に窒化物半導体はサファイアのような
絶縁性基板の上に成長されることが多いため、n層とp
層にそれぞれ形成されるn電極とp電極は、窒化物半導
体層の同一面側に設けられる。同一面側に設けられた両
電極はそれぞれワイヤーボンディングされて、外部の電
源と接続されるが、なにぶんワイヤーボンディング箇所
が複数となるため、ワイヤーが切れたり、電極からはが
れたりする確率が、一箇所でワイヤーボンドできる他の
素子に比べて高くなる。このため、窒化物半導体素子の
基板側から電極を取り出そうとする試みが成されてい
る。例えば特開平7−221347、特開平8−839
29、特開平8−255926には基板に穴をあけて片
方の電極を形成する方法が記載されている。また特開平
8−102549、特開平8−102552には窒化物
半導体素子の側面に絶縁膜を設け、その絶縁膜を介して
基板裏面まで導電性の光反射膜を設けて、その光反射膜
を電極とする技術が記載されている。In general, a nitride semiconductor is often grown on an insulating substrate such as sapphire.
The n-electrode and the p-electrode respectively formed on the layers are provided on the same surface side of the nitride semiconductor layer. Both electrodes provided on the same side are wire-bonded and connected to an external power supply.However, since there are multiple wire-bonding points, the probability that a wire breaks or peels off from the electrode is one place. Higher than other elements that can be wire bonded. For this reason, attempts have been made to extract an electrode from the substrate side of the nitride semiconductor device. For example, JP-A-7-221347, JP-A-8-839
29, JP-A-8-255926 describes a method of forming one electrode by making a hole in a substrate. In JP-A-8-102549 and JP-A-8-102552, an insulating film is provided on a side surface of a nitride semiconductor device, and a conductive light reflecting film is provided up to the back surface of the substrate via the insulating film. An electrode technology is described.
【0004】しかしながら、サファイア基板は非常に硬
い物質であるので、そのサファイア基板に穴を開けるの
は長い時間と、特殊な装置を必要とするため、あまり実
用的であるとはいえない。一方、半導体素子の側面に電
極を形成する手段は、半導体層がわずか数μmの膜厚で
しかないので、数μmの面積に電極を形成しても電流の
注入効率が悪い。また半導体側面は、半導体層を積層し
てからその側面を露出させなければならないため、成長
後の半導体層の平面に比較して表面に多くの欠陥があ
る。そのため、側面に電極を形成しても、電極と半導体
層とのオーミック接触を得ることが難しいという欠点が
ある。電極と半導体層とが良好なオーミック接触が得ら
れていないと、素子のVf(順方向電圧)が上昇するの
で発熱量が大きくなり、素子の寿命に悪影響を与える。[0004] However, since the sapphire substrate is a very hard material, it is not very practical to form a hole in the sapphire substrate because it requires a long time and a special device. On the other hand, in the means for forming an electrode on the side surface of a semiconductor element, since the semiconductor layer has a thickness of only several μm, the efficiency of current injection is poor even if the electrode is formed in an area of several μm. In addition, since the semiconductor side surfaces must be exposed after the semiconductor layers are stacked, the surface of the semiconductor layers has more defects than the plane of the grown semiconductor layers. Therefore, there is a disadvantage that it is difficult to obtain ohmic contact between the electrode and the semiconductor layer even if the electrode is formed on the side surface. If good ohmic contact between the electrode and the semiconductor layer is not obtained, Vf (forward voltage) of the element increases, so that the calorific value increases, which adversely affects the life of the element.
【0005】ところで、本出願人は、最近窒化物半導体
を用いてパルス電流において、室温での410nmのレ
ーザ発振を発表した(例えば、Jpn.J.Appl.Phys. Vol.3
5 (1996) pp.L74-76)。このレーザ素子はパルス電流
(パルス幅2μs、パルス周期2ms)において、閾値
電流610mA、閾値電流密度8.7kA/cm2、閾値
電圧21Vと、閾値での電流、電圧がかなり高い。レー
ザ素子の改良により閾値電流、閾値電圧の低下が実現さ
れるようになると、連続発振のためにはレーザ素子の放
熱性を高めることが非常に重要なファクターの一つとな
る。Incidentally, the present applicant has recently announced a laser oscillation of 410 nm at room temperature with a pulse current using a nitride semiconductor (for example, Jpn. J. Appl. Phys. Vol. 3).
5 (1996) pp. L74-76). This laser device has a threshold current of 610 mA, a threshold current density of 8.7 kA / cm 2 , and a threshold voltage of 21 V, which are considerably high in the pulse current (pulse width: 2 μs, pulse period: 2 ms). When the threshold current and the threshold voltage are reduced by improving the laser element, it is one of the very important factors to enhance the heat dissipation of the laser element for continuous oscillation.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】従って本発明はこのよ
うな事情を鑑みて成されたものであって、その目的とす
るところは、基板側より接触抵抗の低い電極を取り出す
ことができて、さらに放熱性に優れた窒化物半導体素子
を実現することにある。SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to obtain an electrode having a lower contact resistance than the substrate side. It is another object of the present invention to realize a nitride semiconductor device having excellent heat dissipation.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明の窒化物半導体素
子は、第1の主面と第2の主面とを有する基板の第1の
主面側にn型窒化物半導体層と、p型窒化物半導体層と
が積層され、第1の主面側にあるそれらの窒化物半導体
層に、それぞれオーミック接触用のn電極と、p電極と
が設けられており、さらに、基板の第2の主面側には、
前記n、pいずれか一方の電極と電気的に接続された第
1の電極が、基板の側面と連続して形成されて、その第
1の電極が基板の第1の主面側の表面に形成された絶縁
膜によって、もう一方の電極と絶縁されていることを特
徴とする。A nitride semiconductor device according to the present invention comprises an n-type nitride semiconductor layer, a p-type nitride semiconductor layer and a p-type nitride semiconductor layer on a first main surface of a substrate having a first main surface and a second main surface. N-type nitride semiconductor layers are stacked, and the nitride semiconductor layers on the first principal surface side are provided with an n-electrode for ohmic contact and a p-electrode, respectively. On the main surface side of
A first electrode electrically connected to one of the n and p electrodes is formed continuously with a side surface of the substrate, and the first electrode is formed on a surface of the substrate on a first main surface side. It is characterized by being insulated from the other electrode by the formed insulating film.
【0008】さらに、本発明の素子では、前記n型窒化
物半導体層が第1の主面に接近した側にあり、前記第1
の電極がn電極と電気的に接続されていることを特徴と
する。つまり基板の第1の主面にn層が形成され、その
上部にp層が形成された素子で、n層の表面にn型のオ
ーミック電極が設けられて、第1の電極がそのn層と電
気的に接続している。Further, in the device of the present invention, the n-type nitride semiconductor layer is on a side close to the first main surface, and
Are electrically connected to the n-electrode. That is, an element in which an n-layer is formed on a first main surface of a substrate and a p-layer is formed on the n-layer. An n-type ohmic electrode is provided on the surface of the n-layer. Is electrically connected to
【0009】前記絶縁膜の表面には、第1の電極と逆の
導電型の電極と電気的に接続された第2の電極が形成さ
れていることを特徴とする。この第2の電極はn層とp
層とが基板から順に積層された素子の最上層にあるp電
極と接続されていることが最も望ましい。A second electrode electrically connected to an electrode of a conductivity type opposite to the first electrode is formed on a surface of the insulating film. This second electrode comprises an n-layer and a p-layer.
It is most preferable that the layers are connected to the p-electrode in the uppermost layer of the element laminated in order from the substrate.
【0010】さらに、第1の電極とは別に、もう一方の
電極と電気的に接続された第2の電極を有する本発明の
素子では、その第2の電極が支持体表面と対向するよう
にしてボンディングされていることを特徴とする。さら
に好ましくは第2の電極はp電極と接続されていること
が望ましい。Further, in the device of the present invention having a second electrode which is electrically connected to the other electrode in addition to the first electrode, the second electrode is opposed to the surface of the support. It is characterized by being bonded. More preferably, the second electrode is desirably connected to a p-electrode.
【0011】[0011]
【発明の実施の形態】図1は本発明の一実施例に係る窒
化物半導体素子の構造を示す模式的な断面図であり、具
体的にはレーザ素子の構造を示している。このレーザ素
子は基板1の上に、n型コンタクト層2、n型クラッド
層3、活性層4、p型クラッド層5、p型コンタクト層
6とが積層された構造を有しており、p型クラッド層5
とpコンタクト層6とがリッジ形状でストライプ状にエ
ッチングされて、最上層のコンタクト層6のほぼ全面に
オーミック接触用のp電極11aが形成されている。一
方、p型窒化物半導体から基板方向に向かってエッチン
グされて露出されたn型コンタクト層4の表面には、ス
トライプ状のp層と左右対称にオーミック接触用のn電
極10a、10a’が形成されている。このレーザ素子
はp電極11aを下にした形状(フェースダウン)で、
例えばAu−Ge、Au−Siのような導電性接着剤3
1を介して、例えばサブマウント、ヒートシンクのよう
な支持体30に接着されている。FIG. 1 is a schematic sectional view showing the structure of a nitride semiconductor device according to one embodiment of the present invention, and specifically shows the structure of a laser device. This laser device has a structure in which an n-type contact layer 2, an n-type cladding layer 3, an active layer 4, a p-type cladding layer 5, and a p-type contact layer 6 are laminated on a substrate 1. Mold clad layer 5
The p contact layer 6 and the p contact layer 6 are etched in a ridge shape in a stripe shape, and a p-electrode 11 a for ohmic contact is formed on almost the entire surface of the uppermost contact layer 6. On the other hand, on the surface of the n-type contact layer 4 exposed by etching from the p-type nitride semiconductor toward the substrate, n-electrodes 10a and 10a 'for ohmic contact are formed symmetrically with the striped p-layer. Have been. This laser element has a shape (face down) with the p-electrode 11a facing down.
For example, a conductive adhesive 3 such as Au-Ge or Au-Si
For example, it is bonded to a support 30 such as a sub-mount or a heat sink through a first mount 1.
【0012】n電極10aと10a’はn型コンタクト
層2にオーミック接触しており、p電極11aも同じく
p型コンタクト層6にオーミック接触している。n電極
10a、10a’の材料としては例えば、Al、Ti、
W、Cu、Zn、Sn、In等のn型窒化物半導体に対
して比較的仕事関数の小さい材料が選択でき、p電極1
1aの材料としては、Cr、Ni、Au、Pd、Pt、
Ti等のp型窒化物半導体に対して比較的仕事関数の大
きい材料が選択できる。The n-electrodes 10a and 10a 'make ohmic contact with the n-type contact layer 2, and the p-electrode 11a also makes ohmic contact with the p-type contact layer 6. As the material of the n-electrodes 10a and 10a ', for example, Al, Ti,
A material having a relatively small work function can be selected for an n-type nitride semiconductor such as W, Cu, Zn, Sn, In, and the like.
As the material of 1a, Cr, Ni, Au, Pd, Pt,
A material having a relatively large work function can be selected for a p-type nitride semiconductor such as Ti.
【0013】このレーザ素子では基板1の第2の主面、
即ち窒化物半導体層が成長されていない基板の表面側
に、n電極10a、10a’と電気的に接続された第1
の電極10bが形成されており、その第1の電極10b
は、基板1の側面と連続して形成されている。第1の電
極10bはn型コンタクト層2の側面にも接している
が、第1の電極10bはn型コンタクト層2にはオーミ
ック接触しておらず、あくまでもオーミック電極はn電
極10a、10a’であって、単にn電極10a、10
a’と電気的に接続しているのみである。従って、第1
の電極10bの材料は特に問うものではなく、導電性を
有して、n電極10a、10a’と接着性の良い金属を
選択できる。例えば、Al、Au、Au−Sn、Au−
Ge、Au−Ge−Zn等の金属若しくは合金を第1の
電極10bに使用することができる。In this laser device, the second main surface of the substrate 1
That is, the first electrode electrically connected to the n-electrodes 10a and 10a 'is formed on the surface of the substrate on which the nitride semiconductor layer is not grown.
Electrode 10b is formed, and the first electrode 10b
Is formed continuously with the side surface of the substrate 1. Although the first electrode 10b is also in contact with the side surface of the n-type contact layer 2, the first electrode 10b is not in ohmic contact with the n-type contact layer 2, and the ohmic electrodes are only n-electrodes 10a and 10a '. And simply n-electrodes 10a, 10a
It is only electrically connected to a '. Therefore, the first
The material of the electrode 10b is not particularly limited, and a metal having conductivity and good adhesion to the n-electrodes 10a and 10a 'can be selected. For example, Al, Au, Au-Sn, Au-
A metal or alloy such as Ge and Au-Ge-Zn can be used for the first electrode 10b.
【0014】さらに第1の電極10bは第1の主面の表
面に形成された絶縁膜20によって、もう一方の電極、
p電極11aと絶縁されている。絶縁膜20は例えばS
iO 2、TiO2、ポリイミドのような絶縁性の材料を用
いて、蒸着、スパッタリングのような通常のCVD法に
よる薄膜成長装置を用いて薄膜形成できる。この絶縁膜
20はn電極10a、a’とp電極11aのショートを
防止すると共に、露出された窒化物半導体層の表面を保
護する作用がある。Further, the first electrode 10b is provided on the surface of the first main surface.
Due to the insulating film 20 formed on the surface, the other electrode,
It is insulated from the p-electrode 11a. The insulating film 20 is made of, for example, S
iO Two, TiOTwoUse insulating material such as polyimide
And normal CVD methods such as evaporation and sputtering
A thin film can be formed using a thin film growth apparatus according to the present invention. This insulating film
Reference numeral 20 denotes a short circuit between the n-electrodes 10a, a 'and the p-electrode 11a.
And protect the exposed surface of the nitride semiconductor layer.
It has a protective effect.
【0015】このように、本発明の窒化物半導体素子で
は、予めオーミック用の電極がそれぞれの窒化物半導体
層の表面に先に形成されているので、製造工程のばらつ
き、特に電極形成工程によるばらつきに対して、非常に
安定した素子を実現できる。さらにまた、基板の第2の
主面側に形成された第1の電極10a、a’は絶縁膜2
0によって電気的に他方の電極と絶縁されているため、
信頼性の高い素子を得ることができる。As described above, in the nitride semiconductor device of the present invention, since the ohmic electrode is previously formed on the surface of each nitride semiconductor layer in advance, the variation in the manufacturing process, particularly the variation due to the electrode forming process, In contrast, a very stable element can be realized. Furthermore, the first electrodes 10a and a 'formed on the second main surface side of the substrate
0 is electrically insulated from the other electrode,
A highly reliable element can be obtained.
【0016】さらに本発明の好ましい態様として、絶縁
膜20の表面には、第1の電極10a、a’と逆の導電
型のp電極11aと電気的に接続された第2の電極11
bが形成されている。第2の電極11bもp電極11a
と電気的に接続されていれば良く、たとえその電極の一
部がp層に接していてもオーミック接触する必要はな
い。第2の電極11bはこのようにレーザ素子のp電極
11aと電気的に接続され、さらに絶縁膜で絶縁され
て、p電極11aよりも広い表面積で形成されることは
非常に好ましい。窒化物半導体素子の場合、前記のよう
に同一面側に電極が形成されることが多い。そのため、
フェースダウンボンディング(電極側と支持体とが向か
い合った状態)するには、電極間のショートを防止する
ために電極間を離してチップサイズを大きくしなければ
ならない。しかしながら、本発明のように絶縁膜で電極
間の短絡を防止して、片方の電極を基板の裏面にまで延
長すると、一方の電極を支持体に導電性接着剤を用いて
ダイボンディングして、もう一方の電極をワイヤーボン
ディングできる形状となる。つまり、通常の半導体素子
と同一のボンディング形状とできる。Further, as a preferred embodiment of the present invention, a second electrode 11 electrically connected to a p-type electrode 11a of a conductivity type opposite to that of the first electrodes 10a and a 'is provided on the surface of the insulating film 20.
b is formed. The second electrode 11b is also a p-electrode 11a
It is only necessary that the electrodes be electrically connected to each other. Even if a part of the electrode is in contact with the p-layer, it is not necessary to make ohmic contact. It is highly preferable that the second electrode 11b is thus electrically connected to the p-electrode 11a of the laser element, is further insulated by the insulating film, and has a larger surface area than the p-electrode 11a. In the case of a nitride semiconductor device, an electrode is often formed on the same surface side as described above. for that reason,
To perform face-down bonding (a state in which the electrode side and the support face each other), it is necessary to increase the chip size by separating the electrodes to prevent a short circuit between the electrodes. However, the short circuit between the electrodes is prevented by the insulating film as in the present invention, and one electrode is extended to the back surface of the substrate, and one electrode is die-bonded to the support using a conductive adhesive. The other electrode has a shape that allows wire bonding. That is, the bonding shape can be the same as that of a normal semiconductor element.
【0017】さらに、この図に示すように、その第2の
電極11bが支持体30表面と対向するようにして、素
子がボンディングされている。このようにp電極11a
の電極面積を第2の電極11bでもって広げているため
に、p電極11aを下にしたボンディングができる。レ
ーザ素子の場合発振する層は活性層である。活性層から
基板までの距離と、活性層からp電極までの距離を比較
すると、圧倒的にp電極の方が距離が短い。p電極11
aを下にしてボンディングすると、活性層からの距離が
短いため、熱を迅速に支持体に伝えることができるの
で、放熱性が向上して、レーザ素子の寿命が延びるとい
う作用がある。しかも、p電極11aと接続した第2の
電極11bはp電極11aよりも表面積が大きいので、
効率よく支持体に放熱できる。Further, as shown in this figure, the element is bonded such that the second electrode 11b faces the surface of the support 30. Thus, the p-electrode 11a
Since the electrode area is increased by the second electrode 11b, bonding can be performed with the p electrode 11a facing down. In the case of a laser device, the layer that oscillates is an active layer. Comparing the distance from the active layer to the substrate and the distance from the active layer to the p-electrode, the p-electrode is overwhelmingly shorter. p electrode 11
When bonding is performed with a lower, the distance from the active layer is short, so that heat can be quickly transmitted to the support, so that heat radiation is improved and the life of the laser element is extended. Moreover, since the second electrode 11b connected to the p-electrode 11a has a larger surface area than the p-electrode 11a,
Heat can be efficiently released to the support.
【0018】図2は本発明の他の実施例に係る窒化物半
導体素子の構造を示す模式的な断面図であり、具体的に
はLED素子の構造を示している。基本的には図1と同
一符号は同一部材を示している。このLED素子も基板
1の上に、n型コンタクト層2(この素子ではn型コン
タクト層が、キャリアを閉じこめるクラッド層としても
作用している。)、活性層4、p型クラッド層5、p型
コンタクト層6とが順に積層された構造を有しており、
最上層のコンタクト層6にオーミック接触用のp電極1
1aと、p電極11aの電流をp層全面に拡散させるオ
ーミック接触用で透光性を有する拡散電極11cが形成
されている。拡散電極11cはp型コンタクト層6とオ
ーミック接触すると共に、活性層の発光を透過する作用
を有する。一方、p層から基板方向に向かってエッチン
グされて露出されたn型コンタクト層4の表面には、オ
ーミック接触用のn電極10aが形成されている。この
LED素子は、素子の側面側を発光観測面側としてお
り、n電極10aと電気的に接続された第1の電極10
bと、p電極11aと電気的に接続された第2の電極1
1bとは、それぞれ別個に導電性接着剤31、31’を
介して、例えば電極パターンが形成されたアルミナより
なるグリーンシートのような支持体30のキャビティー
内に、電極同士が接続されて収容されている。図2では
支持体30が別々であるかのように示しているが、この
支持体30は連続したものである。FIG. 2 is a schematic sectional view showing the structure of a nitride semiconductor device according to another embodiment of the present invention, and specifically shows the structure of an LED device. Basically, the same reference numerals as those in FIG. 1 indicate the same members. This LED element also has an n-type contact layer 2 (in this element, the n-type contact layer also functions as a cladding layer for confining carriers), an active layer 4, a p-type cladding layer 5, and p on the substrate 1. Mold contact layer 6 is laminated in order,
P-electrode 1 for ohmic contact on top contact layer 6
1a, and a diffusion electrode 11c having a light-transmitting property for ohmic contact for diffusing the current of the p-electrode 11a over the entire surface of the p-layer. The diffusion electrode 11c has an action of making ohmic contact with the p-type contact layer 6 and transmitting light emitted from the active layer. On the other hand, an n-electrode 10a for ohmic contact is formed on the surface of the n-type contact layer 4 which is exposed by being etched from the p-layer toward the substrate. In this LED element, the side surface side of the element is the light emission observation surface side, and the first electrode 10 electrically connected to the n-electrode 10a.
b and the second electrode 1 electrically connected to the p-electrode 11a
1b is connected to and housed separately in a cavity of a support 30 such as a green sheet made of alumina on which an electrode pattern is formed via conductive adhesives 31 and 31 ′, respectively. Have been. In FIG. 2, the supports 30 are shown as being separate, but the supports 30 are continuous.
【0019】このLED素子も同様に、基板1の第2の
主面側に、n電極10aと電気的に接続された第1の電
極10bが形成されており、その第1の電極10bは、
基板1の側面と連続して形成されていることにより、基
板側から電極が取り出せる構造となっている。しかも、
第1の電極10bは第1の主面の表面に形成された絶縁
膜20でもってp電極11aと絶縁されている。Similarly, in the LED element, a first electrode 10b electrically connected to the n-electrode 10a is formed on the second main surface side of the substrate 1, and the first electrode 10b is
The electrode is formed continuously from the side surface of the substrate 1 so that the electrode can be taken out from the substrate side. Moreover,
The first electrode 10b is insulated from the p-electrode 11a by an insulating film 20 formed on the surface of the first main surface.
【0020】また、絶縁膜20の表面には、p電極11
aと電気的に接続された第2の電極11bが形成されて
おり、その第2の電極11bでもって、p電極11aの
表面積を広げているので、チップの発熱を効率的に支持
体に伝えて、LEDチップの寿命を向上させることがで
きる。このように、本発明の素子を用いると、従来の窒
化物半導体素子では作製不可能であった、側面発光観測
型の発光デバイスを作製できる。端面発光観測型の発光
デバイスは、例えばディスプレイを構成した際に、高精
細度のディスプレイが実現できる。On the surface of the insulating film 20, a p-electrode 11
Since the second electrode 11b electrically connected to the first electrode 11a is formed and the surface area of the p-electrode 11a is increased by the second electrode 11b, heat generated from the chip is efficiently transmitted to the support. Thus, the life of the LED chip can be improved. As described above, by using the element of the present invention, a side-emission observation type light-emitting device that cannot be manufactured by a conventional nitride semiconductor element can be manufactured. The edge emission observation type light emitting device can realize a high-definition display when a display is configured, for example.
【0021】[0021]
[実施例1]以下、図1の構造と類似したレーザ素子を
作製する方法について述べる。 A・・サファイア(C面)よりなる基板の上に B・・GaNよりなるバッファ層 C・・Siドープn型GaNよりなるコンタクト層 D・・Siドープn型In0.1Ga0.9Nよりなるクラッ
ク防止層 E・・Siドープn型Al0.2Ga0.8Nよりなるn型ク
ラッド層 F・・SiドープGaNよりなるn型光ガイド層 G・・SiドープIn0.2Ga0.8Nよりなる井戸層を2
5オングストロームと、SiドープIn0.01Ga0.95N
よりなる障壁層を50オングストロームと3ペア積層し
て最後に井戸層を積層した活性層 H・・Mgドープp型Al0.1Ga0.9Nよりなるp型キ
ャップ層 I・・Mgドープp型GaNよりなるp型光ガイド層 J・・Mgドープp型Al0.2Ga0.8Nよりなるp型ク
ラッド層 K・・Mgドープp型GaNよりなるp型コンタクト層 を順に積層する。[Embodiment 1] A method of manufacturing a laser device having a structure similar to that of FIG. 1 will be described below. A buffer layer made of B. GaN on a substrate made of A .. sapphire (C plane) C. A contact layer made of Si-doped n-type GaN D .. A crack prevention made of Si-doped n-type In0.1Ga0.9N Layer E. n-type cladding layer made of Si-doped n-type Al0.2 Ga0.8N F-type n-type light guide layer made of Si-doped GaN G. Si-doped well layer made of In0.2Ga0.8N
5 Å and Si-doped In0.01Ga0.95N
An active layer in which three pairs of barrier layers made of 50 Å are stacked and a well layer is finally stacked. A p-type cap layer made of H ·· Mg-doped p-type Al0.1Ga0.9N I ·· Mg-doped p-type GaN P-type light guide layer A p-type cladding layer made of J ·· Mg-doped p-type Al0.2Ga0.8N and a p-type contact layer made of K ·· Mg-doped p-type GaN are sequentially stacked.
【0022】A・・基板にはサファイアC面の他、R
面、A面を主面とするサファイア、その他、スピネル
(MgA12O4)のような絶縁性の基板を用いることが
できる。その他SiC(6H、4H、3Cを含む)、Z
nS、ZnO、GaAs、GaN等の半導体基板を用い
て、本発明のような構造の素子とすることもできる。A: In addition to the sapphire C surface, R
A sapphire having a main surface, A surface, or an insulating substrate such as spinel (MgA1 2 O 4 ) can be used. Other SiC (including 6H, 4H, 3C), Z
Using a semiconductor substrate of nS, ZnO, GaAs, GaN, or the like, an element having a structure as in the present invention can be obtained.
【0023】B・・バッファ層はAlN、GaN、Al
GaN等が、900℃以下の温度で、膜厚数十オングス
トローム〜数百オングストロームで形成できる。このバ
ッファ層は基板と窒化物半導体との格子定数不正を緩和
するために形成されるが、窒化物半導体の成長方法、基
板の種類等によっては省略することも可能である。B. The buffer layer is made of AlN, GaN, Al
GaN or the like can be formed at a temperature of 900 ° C. or less with a film thickness of several tens angstroms to several hundred angstroms. This buffer layer is formed in order to alleviate the lattice constant mismatch between the substrate and the nitride semiconductor, but may be omitted depending on the growth method of the nitride semiconductor, the type of the substrate, and the like.
【0024】C・・n型コンタクト層はInXAlYGa
1-X-YN(0≦X、0≦Y、X+Y≦1)で構成することが
でき、特にGaN、InGaN、その中でもSi若しく
はGeをドープしたGaNで構成することにより、キャ
リア濃度の高いn型層が得られ、またn電極と好ましい
オーミック接触が得られる。The C..n-type contact layer is made of In x Al Y Ga
1-XYN (0 ≦ X, 0 ≦ Y, X + Y ≦ 1), and especially GaN, InGaN, and especially GaN doped with Si or Ge, can provide an n-type with a high carrier concentration. A layer is obtained and a favorable ohmic contact with the n-electrode is obtained.
【0025】D・・クラック防止層はInを含むn型の
窒化物半導体、好ましくはInGaNで成長させること
により、次に成長させるAlを含むn型クラッド層を厚
膜で成長させることが可能となり、非常に好ましい。L
Dの場合は、光閉じ込め層となる層を、好ましくは0.
1μm以上の膜厚で成長させる必要がある。従来ではG
aN、AlGaN層の上に直接、厚膜のAlGaNを成
長させると、後から成長させたAlGaNにクラックが
入るので素子作製が困難であったが、このクラック防止
層が、次に成長させるAlを含むn型クラッド層にクラ
ックが入るのを防止することができる。クラック防止層
は100オングストローム以上、0.5μm以下の膜厚
で成長させることが好ましい。100オングストローム
よりも薄いと前記のようにクラック防止として作用しに
くく、0.5μmよりも厚いと、結晶自体が黒変する傾
向にある。なお、このクラック防止層は成長方法、成長
装置等の条件によっては省略することもできるがLDを
作製する場合には成長させる方が望ましい。このクラッ
ク防止層はn型コンタクト層内に成長させても良い。The D .. crack preventing layer is made of an n-type nitride semiconductor containing In, preferably InGaN, so that a thick n-type clad layer containing Al to be grown next can be grown. , Very preferred. L
In the case of D, the layer serving as the light confinement layer is preferably set to 0.
It is necessary to grow with a film thickness of 1 μm or more. Conventionally G
If a thick AlGaN is grown directly on the aN, AlGaN layer, cracks will be formed in the AlGaN grown later, making it difficult to fabricate the device. Cracks can be prevented from being contained in the n-type clad layer containing. The crack preventing layer is preferably grown to a thickness of 100 Å or more and 0.5 μm or less. When the thickness is less than 100 Å, it is difficult to function as a crack prevention as described above, and when the thickness is more than 0.5 μm, the crystal itself tends to turn black. The crack prevention layer can be omitted depending on the conditions of the growth method, the growth apparatus, and the like, but it is preferable to grow the LD when fabricating the LD. This crack preventing layer may be grown in the n-type contact layer.
【0026】E・・n型クラッド層はキャリア閉じ込め
層、及び光閉じ込め層として作用し、Alを含む窒化物
半導体、好ましくはAlGaNを成長させることが望ま
しく、100オングストローム以上、2μm以下、さら
に好ましくは500オングストローム以上、1μm以下
で成長させることにより、結晶性の良いキャリア閉じ込
め層が形成できる。The E..n-type cladding layer acts as a carrier confinement layer and a light confinement layer, and is preferably used to grow a nitride semiconductor containing Al, preferably AlGaN, and preferably 100 angstrom or more and 2 μm or less, more preferably By growing the layer with a thickness of 500 Å or more and 1 μm or less, a carrier confinement layer having good crystallinity can be formed.
【0027】F・・n型光ガイド層は、活性層の光ガイ
ド層として作用し、GaN、InGaNを成長させるこ
とが望ましく、通常100オングストローム〜5μm、
さらに好ましくは200オングストローム〜1μmの膜
厚で成長させることが望ましい。The F ··· n-type light guide layer functions as a light guide layer for the active layer, and is preferably used for growing GaN or InGaN.
More preferably, it is desirable to grow with a film thickness of 200 Å to 1 μm.
【0028】G・・活性層は膜厚70オングストローム
以下のInを含む窒化物半導体よりなる井戸層と、膜厚
150オングストローム以下の井戸層よりもバンドギャ
ップエネルギーが大きい窒化物半導体よりなる障壁層と
を積層した多重量子井戸構造とするとレーザ発振しやす
い。The active layer includes a well layer made of a nitride semiconductor containing In and having a thickness of 70 Å or less, and a barrier layer made of a nitride semiconductor having a larger band gap energy than the well layer having a thickness of 150 Å or less. , A laser is likely to oscillate.
【0029】H・・p型キャップ層はp型としたが、膜
厚が薄いため、n型不純物をドープしてキャリアが補償
されたi型としても良く、最も好ましくはp型とする。
p型キャップ層の膜厚は0.1μm以下、さらに好まし
くは500オングストローム以下、最も好ましくは30
0オングストローム以下に調整する。0.1μmより厚
い膜厚で成長させると、p型キャップ層中にクラックが
入りやすくなり、結晶性の良い窒化物半導体層が成長し
にくいからである。またキャリアがこのエネルギーバリ
アをトンネル効果により通過できなくなる。Alの組成
比が大きいAlGaN程薄く形成するとLD素子は発振
しやすくなる。例えば、Y値が0.2以上のAlYGa
1-YNであれば500オングストローム以下に調整する
ことが望ましい。p型キャップ層8の膜厚の下限は特に
限定しないが、10オングストローム以上の膜厚で形成
することが望ましい。Although the H..p-type cap layer is p-type, the thickness is small, so that it may be i-type in which carriers are compensated by doping n-type impurities, and most preferably p-type.
The thickness of the p-type cap layer is 0.1 μm or less, more preferably 500 Å or less, and most preferably 30 Å or less.
Adjust to less than 0 angstroms. This is because if the layer is grown with a thickness greater than 0.1 μm, cracks are likely to be formed in the p-type cap layer, and a nitride semiconductor layer having good crystallinity is difficult to grow. In addition, carriers cannot pass through the energy barrier due to the tunnel effect. When the composition ratio of Al is larger and the thickness of AlGaN is smaller, the LD element is more likely to oscillate. For example, Al Y Ga having a Y value of 0.2 or more
If it is 1- YN, it is desirable to adjust it to 500 angstroms or less. The lower limit of the thickness of the p-type cap layer 8 is not particularly limited, but is preferably formed to a thickness of 10 Å or more.
【0030】I・・p型光ガイド層は、n型光ガイド層
と同じくGaN、InGaNで成長させることが望まし
い。また、この層はp型クラッド層を成長させる際のバ
ッファ層としても作用し、100オングストローム〜5
μm、さらに好ましくは200オングストローム〜1μ
mの膜厚で成長させることにより、好ましい光ガイド層
として作用する。It is desirable that the I ··· p-type light guide layer be grown from GaN or InGaN, similarly to the n-type light guide layer. This layer also acts as a buffer layer when growing the p-type cladding layer, and is 100 Å to 5 Å.
μm, more preferably 200 Å to 1 μm
By growing with a film thickness of m, it functions as a preferable light guide layer.
【0031】J・・p型クラッド層はn型クラッド層と
同じく、キャリア閉じ込め層、及び光閉じ込め層として
作用し、Alを含む窒化物半導体、好ましくはAlGa
Nを成長させることが望ましく、100オングストロー
ム以上、2μm以下、さらに好ましくは500オングス
トローム以上、1μm以下で成長させることにより、結
晶性の良いキャリア閉じ込め層が形成できる。Like the n-type cladding layer, the J..p-type cladding layer functions as a carrier confinement layer and a light confinement layer, and is a nitride semiconductor containing Al, preferably AlGa.
It is desirable to grow N, and it is possible to form a carrier confinement layer with good crystallinity by growing it at 100 Å or more and 2 μm or less, more preferably at 500 Å or more and 1 μm or less.
【0032】実施例のようにInGaNよりなる井戸層
を有する量子構造の活性層の場合、その活性層に接し
て、膜厚0.1μm以下のAlを含むp型キャップ層を
設け、そのp型キャップ層よりも活性層から離れた位置
に、p型キャップ層よりもバンドギャップエネルギーが
小さいp型光ガイド層を設け、そのp型光ガイド層より
も活性層から離れた位置に、p型光ガイド層よりもバン
ドギャップが大きいAlを含む窒化物半導体よりなるp
型クラッド層を設けることは非常に好ましい。しかもp
型キャップ層の膜厚を0.1μm以下と薄く設定してあ
るため、キャリアのバリアとして作用することはなく、
p層から注入された正孔が、トンネル効果によりp型キ
ャップ層を通り抜けることができて、活性層で効率よく
再結合し、LDの出力が向上する。つまり、注入された
キャリアは、p型キャップ層のバンドギャップエネルギ
ーが大きいため、半導体素子の温度が上昇しても、ある
いは注入電流密度が増えても、キャリアは活性層をオー
バーフローせず、p型キャップ層で阻止されるため、キ
ャリアが活性層に貯まり、効率よく発光することが可能
となる。従って、半導体素子が温度上昇しても発光効率
が低下することが少ないので、閾値電流の低いLDを実
現することができる。In the case of an active layer having a quantum structure having a well layer made of InGaN as in the embodiment, a p-type cap layer containing Al having a thickness of 0.1 μm or less is provided in contact with the active layer. A p-type light guide layer having a smaller band gap energy than the p-type cap layer is provided at a position farther from the active layer than the cap layer, and a p-type light guide is provided at a position farther from the active layer than the p-type light guide layer. P made of a nitride semiconductor containing Al having a band gap larger than that of the guide layer
It is highly preferred to provide a mold cladding layer. And p
Since the thickness of the mold cap layer is set as thin as 0.1 μm or less, it does not act as a carrier barrier,
The holes injected from the p-layer can pass through the p-type cap layer by the tunnel effect, and are efficiently recombined in the active layer, and the output of the LD is improved. That is, since the injected carriers have a large band gap energy of the p-type cap layer, the carriers do not overflow the active layer even if the temperature of the semiconductor element is increased or the injected current density is increased. Since the carrier is blocked by the cap layer, carriers are accumulated in the active layer, and light can be efficiently emitted. Therefore, even if the temperature of the semiconductor element rises, the luminous efficiency is hardly reduced, so that an LD with a low threshold current can be realized.
【0033】K・・p型コンタクト層はp型のInXA
lYGa1-X-YN(0≦X、0≦Y、X+Y≦1)で構成する
ことができ、好ましくはMgをドープしたGaNとすれ
ば、p電極11aと最も好ましいオーミック接触が得ら
れる。The K ··· p-type contact layer is a p-type In X A
It can be composed of l Y Ga 1 -XYN (0 ≦ X, 0 ≦ Y, X + Y ≦ 1), and if it is preferably GaN doped with Mg, the most preferable ohmic contact with the p electrode 11a can be obtained.
【0034】以上の構成で基板の上に窒化物半導体積層
後、窒素雰囲気中、ウェーハを反応容器内において、ア
ニーリングを行い、p型クラッド層、p型コンタクト層
中に含まれる水素の一部を除去し、p型層をさらに低抵
抗化する。After laminating the nitride semiconductor on the substrate in the above configuration, the wafer is annealed in a nitrogen atmosphere in a reaction vessel to remove part of the hydrogen contained in the p-type cladding layer and the p-type contact layer. It is removed to further reduce the resistance of the p-type layer.
【0035】次に、RIE(反応性イオンエッチング)
装置で、図1に示すように、最上層のp型コンタクト層
と、p型クラッド層とをエッチングして、4μmのスト
ライプ幅を有するリッジ形状とする。リッジ形成後、リ
ッジ表面にマスクを形成し、図1に示すようにストライ
プ状のリッジに対して左右対称にして、n型コンタクト
層の表面を露出させる。Next, RIE (reactive ion etching)
As shown in FIG. 1, the uppermost p-type contact layer and the p-type cladding layer are etched by a device to form a ridge shape having a stripe width of 4 μm. After the formation of the ridge, a mask is formed on the surface of the ridge, and the surface of the n-type contact layer is exposed symmetrically with respect to the stripe-shaped ridge as shown in FIG.
【0036】次にリッジ最上部のp型コンタクト層の表
面にNiとAuよりなるオーミック用のp電極11aを
ストライプ状に形成する。一方、TiとAlよりなるオ
ーミック用のn電極10aをストライプ状のn型コンタ
クト層のほぼ全面に形成する。なおほぼ全面とは80%
以上の面積をいう。電極形成後アニールを行い、電極と
窒化物半導体とをオーミック接触させる。Next, an ohmic p-electrode 11a made of Ni and Au is formed in a stripe shape on the surface of the p-type contact layer at the top of the ridge. On the other hand, an ohmic n-electrode 10a made of Ti and Al is formed on almost the entire surface of the striped n-type contact layer. 80% of the total area
The above area is referred to. Annealing is performed after the electrode is formed, and the electrode and the nitride semiconductor are brought into ohmic contact.
【0037】次に、図1に示すように、n電極10aと
p電極11aとの間に露出した窒化物半導体層の表面に
SiO2よりなる絶縁膜20を形成し、この絶縁膜20
を介してp電極11aと電気的に接続したAuよりなる
第2の電極11bを形成する。Next, as shown in FIG. 1, an insulating film 20 made of SiO 2 is formed on the surface of the nitride semiconductor layer exposed between the n-electrode 10a and the p-electrode 11a.
A second electrode 11b made of Au is formed to be electrically connected to the p-electrode 11a through the second electrode 11a.
【0038】以上のようにして、n電極とp電極とを形
成したウェーハを研磨装置に移送し、ダイヤモンド研磨
剤を用いて、窒化物半導体を形成していない側のサファ
イア基板をラッピングし、基板の厚さを50μmとす
る。ラッピング後、さらに細かい研磨剤で1μmポリシ
ングして基板表面を鏡面状とする。As described above, the wafer on which the n-electrode and the p-electrode are formed is transferred to a polishing apparatus, and the sapphire substrate on which the nitride semiconductor is not formed is wrapped using a diamond abrasive. Has a thickness of 50 μm. After lapping, the substrate surface is mirror-finished by polishing with a finer abrasive at 1 μm.
【0039】基板研磨後、研磨面側をスクライブして、
p電極に対して左右対称な位置で、n電極が形成された
形状となるように、ウェーハをバー状に切断する。After the substrate is polished, the polished surface side is scribed,
The wafer is cut into bars at positions symmetrical with respect to the p-electrode so that the n-electrode is formed.
【0040】ウェーハをバー状にした後、窒化物半導体
形成面を上にして、サファイア基板側と窒化物半導体層
の側面にわたって、Auメッキを施し、基板の裏面(第
2の主面)と窒化物半導体の側面とに、図1に示すよう
な形状で第1の電極10bを形成する。After the wafer is formed into a bar shape, Au plating is performed on the sapphire substrate side and the side surfaces of the nitride semiconductor layer with the nitride semiconductor formation surface facing upward, and the back surface (second main surface) of the substrate is nitrided. The first electrode 10b is formed on the side surface of the product semiconductor in a shape as shown in FIG.
【0041】第2の電極形成後、ストライプ状の電極に
垂直な方向でバーを劈開し、劈開面に共振器を作製す
る。なお劈開面はサファイア基板の上に成長した窒化物
半導体面のM面とする。M面とは窒化物半導体を正六角
柱の六方晶系で近似した場合に、その六角柱の側面に相
当する四角形の面に相当する面である。この他、RIE
等のドライエッチング手段により端面をエッチングして
共振器を作製することもできる。またこの他、劈開面を
鏡面研磨して作製することも可能である。After the formation of the second electrode, the bar is cleaved in a direction perpendicular to the stripe-shaped electrodes, and a resonator is formed on the cleaved surface. Note that the cleavage plane is the M plane of the nitride semiconductor surface grown on the sapphire substrate. When the nitride semiconductor is approximated by a hexagonal system of a regular hexagonal prism, the M plane is a plane corresponding to a square plane corresponding to a side surface of the hexagonal prism. In addition, RIE
The cavity can be manufactured by etching the end face by dry etching means. In addition, it is also possible to make the cleavage plane by mirror polishing.
【0042】劈開後、共振器面にSiO2とTiO2より
なる誘電体多層膜を形成し、最後にp電極に平行な方向
で、バーを切断してレーザチップとした。次にチップを
Au/Snよりなる導電性接着剤31を用いて、フェー
スダウン(第2の電極11bとヒートシンクとが対向す
る状態)でヒートシンクにボンディングした後、第1の
電極10bをワイヤーボンディングして、室温でレーザ
発振を試みたところ、室温において、閾値電流密度1.
5kA/cm2、閾値電圧6Vで、発振波長405nmの
連続発振が確認され、1日間の連続発振を確認した。After the cleavage, a dielectric multilayer film composed of SiO 2 and TiO 2 was formed on the resonator surface, and finally the bar was cut in a direction parallel to the p-electrode to form a laser chip. Next, after bonding the chip to the heat sink with the conductive adhesive 31 made of Au / Sn face down (in a state where the second electrode 11b and the heat sink are opposed to each other), the first electrode 10b is wire-bonded. When laser oscillation was attempted at room temperature, the threshold current density was 1.
At 5 kA / cm 2 and a threshold voltage of 6 V, continuous oscillation with an oscillation wavelength of 405 nm was confirmed, and continuous oscillation for one day was confirmed.
【0043】[実施例2]以下、図2に類似したLED
素子を作製する方法について述べる。サファイアよりな
る基板の上に、GaNよりなるバッファ層200オング
ストロームと、SiドープGaNよりなるn型コンタク
ト層4μm、In0.4Ga0.6Nよりなる単一量子井戸構
造の活性層30オングストローム、Mgドープp型Al
0.2Ga0.8Nよりなるp型クラッド層0.2μm、Mg
ドープp型GaNよりなるp型コンタクト層0.5μm
を順に積層する。Embodiment 2 Hereinafter, an LED similar to FIG.
A method for manufacturing an element will be described. On a substrate made of sapphire, a buffer layer made of GaN, 200 Å, an n-type contact layer made of Si-doped GaN, 4 μm, an active layer of a single quantum well structure made of In0.4Ga0.6N, 30 Å, Mg-doped p-type Al
0.2 μm p-type cladding layer of 0.2 Ga 0.8 N, Mg
0.5 μm p-type contact layer made of doped p-type GaN
Are sequentially laminated.
【0044】積層後、同じくアニーリングを行い、p層
をさらに低抵抗化した後、図2に示すように、RIE装
置で最上層のp型コンタクト層側からエッチングを行
い、n電極10aを形成すべきn型コンタクト層の表面
を露出させる。After the lamination, annealing is similarly performed to further reduce the resistance of the p-layer, and then, as shown in FIG. 2, the n-electrode 10a is formed by etching from the side of the uppermost p-type contact layer by the RIE apparatus. The surface of the n-type contact layer to be exposed is exposed.
【0045】次に、p型コンタクト層のほぼ全面にNi
とAuよりなるオーミック用の透光性の拡散電極11c
を200オングストロームの膜厚で形成し、その拡散電
極11cの上にp電極11aを形成する。一方、露出し
たn型コンタクト3にはTiとAlよりなるn電極10
aを形成する。Next, Ni is applied to almost the entire surface of the p-type contact layer.
And ohmic translucent diffusion electrode 11c of Au and Au
Is formed with a thickness of 200 angstroms, and a p-electrode 11a is formed on the diffusion electrode 11c. On the other hand, the exposed n-type contact 3 has an n-electrode 10 made of Ti and Al.
a is formed.
【0046】電極形成後、n電極10a、p電極11a
が上方に露出している部分以外の面全体にSiO2より
なる絶縁膜20を形成する。絶縁膜20形成後、p層の
上にある絶縁膜の表面にp電極11aと電気的に接続さ
れた第2の電極11bを形成する。After forming the electrodes, the n-electrode 10a and the p-electrode 11a
Is formed on the entire surface other than the portion exposed upward. After forming the insulating film 20, a second electrode 11b electrically connected to the p-electrode 11a is formed on the surface of the insulating film on the p-layer.
【0047】次にウェーハを研磨装置に移送し、ダイヤ
モンド研磨剤を用いて、窒化物半導体を形成していない
側のサファイア基板1をラッピングし、基板の厚さを9
0μmとして、サファイア基板側をスクライブして35
0μmの幅のバー状のウェーハを得る。Next, the wafer is transferred to a polishing apparatus, and the sapphire substrate 1 on which the nitride semiconductor is not formed is wrapped using a diamond abrasive to reduce the thickness of the substrate to 9%.
0 μm, and scribe the sapphire substrate side to 35 μm.
A bar-shaped wafer having a width of 0 μm is obtained.
【0048】そのバーの側面、及びサファイア基板側を
実施例1と同様に金メッキすることにより、n電極10
aと電気的に接続した第1の電極10bを得る。By plating the side surfaces of the bar and the sapphire substrate side with gold in the same manner as in the first embodiment, the n-electrode 10
A first electrode 10b electrically connected to the first electrode 10a is obtained.
【0049】後は、350μm角のLEDチップとなる
ようにスクライバーで切断する。このLEDチップを、
500μm角のアルミナよりなるキャビティー内に、図
2に示すようにチップ側面から発光を観測できる状態
で、半田を介して接続し、順方向電流(If)20m
A、Vfが3.4Vで発光波長520nmの発光を示
し、寿命は従来の同一面側に電極を設けたものに比較し
て1.5倍以上に向上した。After that, it is cut with a scriber so as to form a 350 μm square LED chip. This LED chip,
As shown in FIG. 2, in a cavity made of alumina of 500 μm square, it was connected via solder in a state where light emission could be observed from the side of the chip, and a forward current (If) was 20 m.
A, Vf was 3.4 V, emission at a light emission wavelength of 520 nm was exhibited, and the lifetime was improved by 1.5 times or more as compared with a conventional electrode provided on the same surface side.
【0050】[0050]
【発明の効果】以上説明したように、本発明の素子で
は、オーミック用のn電極、p電極に電気的に接続され
て、互いに絶縁されている第1の電極、第2の電極を有
している。素子でのオーミックは予めn電極と、p電極
によって得られているので、電流特性に対しても安定し
た素子が得られる。また基板側から電極を取り出す構造
とできるので、あらゆる発光デバイスに応用可能とな
る。またレーザ素子のように放熱性が求められるデバイ
スに応用すると、p電極側の第2の電極が放熱性がよい
のでヒートシンク側に接する側とすると、放熱性の良い
素子が得られ、レーザ素子が長寿命となる。As described above, the device according to the present invention has the first electrode and the second electrode electrically connected to the ohmic n-electrode and the p-electrode and insulated from each other. ing. Since the ohmic in the device is obtained in advance by the n-electrode and the p-electrode, a device stable in current characteristics can be obtained. In addition, since the electrode can be taken out from the substrate side, it can be applied to any light emitting device. In addition, when applied to a device that requires heat dissipation, such as a laser element, an element with good heat dissipation can be obtained if the second electrode on the p-electrode side is in contact with the heat sink because the second electrode has good heat dissipation. Long life.
【図1】 本発明の一実施例に係る窒化物半導体素子の
一構造を示す模式断面図。FIG. 1 is a schematic sectional view showing one structure of a nitride semiconductor device according to one embodiment of the present invention.
【図2】 本発明の他の実施例に係る窒化物半導体素子
の一構造を示す模式断面図。FIG. 2 is a schematic sectional view showing one structure of a nitride semiconductor device according to another embodiment of the present invention.
1・・・基板 2・・・n型コンタクト層 3・・・n型クラッド層 4・・・活性層 5・・・p型クラッド層 6・・・p型コンタクト層 10a、10a’・・・n電極 10b・・・第1の電極 11a・・・p電極 11b・・・第2の電極 31・・・導電性接着剤 30・・・支持体 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Substrate 2 ... n-type contact layer 3 ... n-type cladding layer 4 ... Active layer 5 ... p-type cladding layer 6 ... p-type contact layer 10a, 10a '... n-electrode 10b first electrode 11a p-electrode 11b second electrode 31 conductive adhesive 30 support
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 33/00 H01L 31/10 H01S 5/00 - 5/50 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 33/00 H01L 31/10 H01S 5/00-5/50
Claims (4)
の第1の主面側にn型窒化物半導体層と、p型窒化物半
導体層とが積層され、第1の主面側にあるそれらの窒化
物半導体層に、それぞれオーミック接触用のn電極と、
p電極とが設けられており、さらに、基板の第2の主面
側には、前記n、pいずれか一方の電極と電気的に接続
された第1の電極が、基板の側面と連続して形成され
て、その第1の電極が基板の第1の主面側の表面に形成
された絶縁膜によって、もう一方の電極と絶縁されてい
ることを特徴とする窒化物半導体素子。An n-type nitride semiconductor layer and a p-type nitride semiconductor layer are laminated on a first main surface side of a substrate having a first main surface and a second main surface, and the first Each of those nitride semiconductor layers on the main surface side has an n-electrode for ohmic contact,
A p-electrode is provided, and a first electrode, which is electrically connected to one of the n and p electrodes, is continuous with a side surface of the substrate on the second main surface side of the substrate. And a first electrode is insulated from the other electrode by an insulating film formed on a surface of the substrate on the first main surface side.
接近した側にあり、前記第1の電極がn電極と電気的に
接続されていることを特徴とする請求項1に記載の窒化
物半導体素子。2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the n-type nitride semiconductor layer is on a side close to a first main surface, and the first electrode is electrically connected to the n-electrode. The nitride semiconductor device as described in the above.
の導電型の電極と電気的に接続された第2の電極が形成
されていることを特徴とする請求項1または2に記載の
窒化物半導体素子。3. The device according to claim 1, wherein a second electrode electrically connected to an electrode of a conductivity type opposite to the first electrode is formed on a surface of the insulating film. 3. The nitride semiconductor device according to item 1.
ようにしてボンディングされていることを特徴とする請
求項3に記載の窒化物半導体素子。4. The nitride semiconductor device according to claim 3, wherein said second electrode is bonded so as to face a support surface.
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