JPH09298310A - 窒化物半導体素子 - Google Patents
窒化物半導体素子Info
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- JPH09298310A JPH09298310A JP11494296A JP11494296A JPH09298310A JP H09298310 A JPH09298310 A JP H09298310A JP 11494296 A JP11494296 A JP 11494296A JP 11494296 A JP11494296 A JP 11494296A JP H09298310 A JPH09298310 A JP H09298310A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 電極間ショートのない信頼性に優れた窒化物
半導体素子を提供する。 【解決手段】 同一面側に正負一対の電極１０４，１０
３が設けられてなる窒化物半導体チップ１００がフェー
スダウンの状態で支持体２０にマウントされてなる窒化
物半導体素子において、前記支持体には、半導体チップ
の電極位置と対応する位置に形成された第１の電極２１
ａ，２１ｂと、その第１の電極と電気的に接続され、第
１の電極よりも面積が大きい第２の電極２２ａ，２２ｂ
とが形成されており、さらに前記半導体チップの電極は
前記第１の電極に直接接続されていることにより、熱圧
着のみで電極間を接続できるため信頼性が向上する。
半導体素子を提供する。 【解決手段】 同一面側に正負一対の電極１０４，１０
３が設けられてなる窒化物半導体チップ１００がフェー
スダウンの状態で支持体２０にマウントされてなる窒化
物半導体素子において、前記支持体には、半導体チップ
の電極位置と対応する位置に形成された第１の電極２１
ａ，２１ｂと、その第１の電極と電気的に接続され、第
１の電極よりも面積が大きい第２の電極２２ａ，２２ｂ
とが形成されており、さらに前記半導体チップの電極は
前記第１の電極に直接接続されていることにより、熱圧
着のみで電極間を接続できるため信頼性が向上する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は窒化物半導体（Ｉｎ
XＡｌYＧａ1-X-YＮ、０≦X、０≦Y、X＋Y≦１）よりな
り、発光ダイオード（ＬＥＤ）、レーザダイオード（Ｌ
ＥＤ）等の発光素子、太陽電池、光センサー等の受光素
子に利用される窒化物半導体素子に関する。
XＡｌYＧａ1-X-YＮ、０≦X、０≦Y、X＋Y≦１）よりな
り、発光ダイオード（ＬＥＤ）、レーザダイオード（Ｌ
ＥＤ）等の発光素子、太陽電池、光センサー等の受光素
子に利用される窒化物半導体素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、窒化物半導体よりなる発光チッ
プは、同一面側に正と負の電極が設けられている。これ
は窒化物半導体が絶縁性基板の上に成長されることが多
いことによる。このような発光チップは例えばフェース
ダウンの状態で、あるいはフェースアップの状態で例え
ばステム、リードフレーム、ヒートシンク、サブマウン
ト等の支持体にマウントされて発光素子とされる。
プは、同一面側に正と負の電極が設けられている。これ
は窒化物半導体が絶縁性基板の上に成長されることが多
いことによる。このような発光チップは例えばフェース
ダウンの状態で、あるいはフェースアップの状態で例え
ばステム、リードフレーム、ヒートシンク、サブマウン
ト等の支持体にマウントされて発光素子とされる。
【０００３】本出願人は、先に特開平７−２３５７２９
号公報において、窒化物半導体発光チップがフェースダ
ウンで支持体にマウントされてなるレーザ素子を示し
た。この技術は、例えばサファイアのような絶縁性基板
を用いた窒化物半導体レーザチップの放熱性を向上させ
る目的で、レーザチップをフェースダウンして絶縁性の
ヒートシンク上にマウントしたものである。
号公報において、窒化物半導体発光チップがフェースダ
ウンで支持体にマウントされてなるレーザ素子を示し
た。この技術は、例えばサファイアのような絶縁性基板
を用いた窒化物半導体レーザチップの放熱性を向上させ
る目的で、レーザチップをフェースダウンして絶縁性の
ヒートシンク上にマウントしたものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】通常、同一面側に２種
類の電極が設けられた半導体チップをフェースダウンで
支持体にボンディングする場合、支持体の所定の位置
に、加熱された半田材がディスペンサーにより所定量吐
出されると同時に、半導体チップがその半田材の上に載
置され、冷却により支持体と半導体チップとが電気的に
接続される手段が行われる。半田材には銀ペースト、Ｉ
ｎペースト、Ｐｂ／Ｓｎ等の低融点金属が用いられるこ
とが多い。しかし、半田材は、周知のように過熱された
状態で流動性が大きいという欠点を有している。そのた
め同一面側に正と負の電極が設けられた窒化物半導体チ
ップでは、半田材が所定の位置より流出することによ
り、片方の電極と接触して電極間をショートさせてしま
う恐れがある。
類の電極が設けられた半導体チップをフェースダウンで
支持体にボンディングする場合、支持体の所定の位置
に、加熱された半田材がディスペンサーにより所定量吐
出されると同時に、半導体チップがその半田材の上に載
置され、冷却により支持体と半導体チップとが電気的に
接続される手段が行われる。半田材には銀ペースト、Ｉ
ｎペースト、Ｐｂ／Ｓｎ等の低融点金属が用いられるこ
とが多い。しかし、半田材は、周知のように過熱された
状態で流動性が大きいという欠点を有している。そのた
め同一面側に正と負の電極が設けられた窒化物半導体チ
ップでは、半田材が所定の位置より流出することによ
り、片方の電極と接触して電極間をショートさせてしま
う恐れがある。
【０００５】同一面側に電極が設けられた半導体チップ
がフェースダウンでマウントされた素子は信頼性を向上
させる必要がある。特にレーザ素子のように発熱量の大
きいデバイスを実現するためには、半田材が熱により変
形、変質すると素子としての信頼性が著しく低下する。
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、電極間ショートの
ない信頼性に優れた窒化物半導体素子を提供することに
ある。
がフェースダウンでマウントされた素子は信頼性を向上
させる必要がある。特にレーザ素子のように発熱量の大
きいデバイスを実現するためには、半田材が熱により変
形、変質すると素子としての信頼性が著しく低下する。
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、電極間ショートの
ない信頼性に優れた窒化物半導体素子を提供することに
ある。
【０００６】
【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、同一面側に正負一対の電極が設けられてなる窒化
物半導体チップがフェースダウンの状態で支持体にマウ
ントされてなる窒化物半導体素子において、前記支持体
には半導体チップの電極位置と対応する位置に形成され
た第１の電極と、その第１の電極と電気的に接続され、
第１の電極よりも面積が大きい第２の電極とが形成され
ており、さらに前記半導体チップの電極は前記第１の電
極に直接接続されていることを特徴とする。
子は、同一面側に正負一対の電極が設けられてなる窒化
物半導体チップがフェースダウンの状態で支持体にマウ
ントされてなる窒化物半導体素子において、前記支持体
には半導体チップの電極位置と対応する位置に形成され
た第１の電極と、その第１の電極と電気的に接続され、
第１の電極よりも面積が大きい第２の電極とが形成され
ており、さらに前記半導体チップの電極は前記第１の電
極に直接接続されていることを特徴とする。
【０００７】本発明の素子では、前記第２の電極が、支
持体に接する側に形成された第１の層と、第１の電極側
に接する側に形成された第２の層とからなる少なくとも
２層構造を有することが好ましい。
持体に接する側に形成された第１の層と、第１の電極側
に接する側に形成された第２の層とからなる少なくとも
２層構造を有することが好ましい。
【０００８】また第２の電極が、支持体に接する側に形
成された第１の層と、第１の電極側に接する側に形成さ
れた第２の層と、さらに前記第１の層と第２の層との間
に形成された中間層からなる少なくとも３層構造を有す
ることが好ましい。
成された第１の層と、第１の電極側に接する側に形成さ
れた第２の層と、さらに前記第１の層と第２の層との間
に形成された中間層からなる少なくとも３層構造を有す
ることが好ましい。
【０００９】具体的な電極材料は、第１の層がチタン
（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、アルミニウム（Ａｌ）、ジ
ルコニウム（Ｚｒ）よりなる群から選択された少なくと
も一種を含み、前記第２の層が少なくとも金（Ａｕ）を
含むことが好ましい。
（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、アルミニウム（Ａｌ）、ジ
ルコニウム（Ｚｒ）よりなる群から選択された少なくと
も一種を含み、前記第２の層が少なくとも金（Ａｕ）を
含むことが好ましい。
【００１０】さらに、前記中間層は白金（Ｐｔ）、ニッ
ケル（Ｎｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン
（Ｗ）よりなる群から選択された少なくとも一種を含む
ことが好ましい。
ケル（Ｎｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン
（Ｗ）よりなる群から選択された少なくとも一種を含む
ことが好ましい。
【００１１】本発明の窒化物半導体素子は、以下のよう
な方法で得ることができる。即ち、支持体の表面に面積
の大きい第２の電極と、第２の電極よりも面積の小さい
第１の電極とを形成する。なお第１の電極は予め窒化物
半導体の電極位置に対応した位置に形成する。一方、同
一面側に正と負の電極が設けられた半導体チップを、前
記支持体の第１の電極位置に対応するように、支持体上
に載置した後、全体を加熱することにより、半導体チッ
プの電極と、第１の電極とが接している箇所を合金化し
て、半導体チップを支持体にマウントする。電極を形成
するには特殊な方法を用いる必要はなく、通常行われて
いる蒸着、スパッタ、あるいは印刷、メッキ等の方法に
より形成可能である。
な方法で得ることができる。即ち、支持体の表面に面積
の大きい第２の電極と、第２の電極よりも面積の小さい
第１の電極とを形成する。なお第１の電極は予め窒化物
半導体の電極位置に対応した位置に形成する。一方、同
一面側に正と負の電極が設けられた半導体チップを、前
記支持体の第１の電極位置に対応するように、支持体上
に載置した後、全体を加熱することにより、半導体チッ
プの電極と、第１の電極とが接している箇所を合金化し
て、半導体チップを支持体にマウントする。電極を形成
するには特殊な方法を用いる必要はなく、通常行われて
いる蒸着、スパッタ、あるいは印刷、メッキ等の方法に
より形成可能である。
【００１２】
【発明の実施の形態】図１は本発明の窒化物半導体素子
の一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。この図において１００は窒
化物半導体よりなる発光チップであり、発光チップ１０
０は主として基板１０１と、レーザ発振して発光する窒
化物半導体層１０２とを有しており、窒化物半導体層１
０２の同一面側には、負電極１０３と正電極１０４とが
設けられている。
の一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。この図において１００は窒
化物半導体よりなる発光チップであり、発光チップ１０
０は主として基板１０１と、レーザ発振して発光する窒
化物半導体層１０２とを有しており、窒化物半導体層１
０２の同一面側には、負電極１０３と正電極１０４とが
設けられている。
【００１３】一方、発光チップ１００がマウントされる
支持体２０には、半導体チップ１００の負電極１０３、
および正電極１０４と対応する位置に、それぞれ第１の
電極２１ａ、２１ｂ（以下、第１の電極の符号を２１と
記す。）が形成されており、さらに第１の電極２１と電
気的に接続され、第１の電極よりも面積が大きい第２の
電極２２ａ、２２ｂ（以下、第２の電極の符号を２２と
記す。）が支持体に接するように形成されている。そし
て、支持体側に形成された第１の電極２１と、半導体チ
ップ側の負電極１０３、正電極１０４とは、それぞれ半
田のような導電性接着剤を介さず、直接接続されてい
る。
支持体２０には、半導体チップ１００の負電極１０３、
および正電極１０４と対応する位置に、それぞれ第１の
電極２１ａ、２１ｂ（以下、第１の電極の符号を２１と
記す。）が形成されており、さらに第１の電極２１と電
気的に接続され、第１の電極よりも面積が大きい第２の
電極２２ａ、２２ｂ（以下、第２の電極の符号を２２と
記す。）が支持体に接するように形成されている。そし
て、支持体側に形成された第１の電極２１と、半導体チ
ップ側の負電極１０３、正電極１０４とは、それぞれ半
田のような導電性接着剤を介さず、直接接続されてい
る。
【００１４】第１の電極２１の材料は特に限定するもの
ではないが、窒化物半導体の電極と合金化しやすく、接
触抵抗の低い材料を選択することが望ましい。例えば窒
化物半導体の正電極の材料にはＮｉ、Ａｕ、白金族元素
等の仕事関数の大きい材料が選択されることが多く、負
電極の材料にはＴｉ、Ａｌ、Ｗ等の仕事関数の小さい材
料が選択されることが多い。そのため第１の電極２１に
は、窒化物半導体の電極と同じ金属を使用するか、ある
いは融点が６００℃以下の金属、もしくは合金を選択す
ることが望ましい。融点が６００℃以下の金属、合金と
しては具体的にはＡｕを含む合金、例えばＡｕ／Ｓｎ、
Ａｕ／Ｓｉ、Ａｕ／Ｇｅのような合金があり、他にはＩ
ｎを含む合金を選択することが望ましい。
ではないが、窒化物半導体の電極と合金化しやすく、接
触抵抗の低い材料を選択することが望ましい。例えば窒
化物半導体の正電極の材料にはＮｉ、Ａｕ、白金族元素
等の仕事関数の大きい材料が選択されることが多く、負
電極の材料にはＴｉ、Ａｌ、Ｗ等の仕事関数の小さい材
料が選択されることが多い。そのため第１の電極２１に
は、窒化物半導体の電極と同じ金属を使用するか、ある
いは融点が６００℃以下の金属、もしくは合金を選択す
ることが望ましい。融点が６００℃以下の金属、合金と
しては具体的にはＡｕを含む合金、例えばＡｕ／Ｓｎ、
Ａｕ／Ｓｉ、Ａｕ／Ｇｅのような合金があり、他にはＩ
ｎを含む合金を選択することが望ましい。
【００１５】このように本発明の窒化物半導体素子で
は、半導体チップの電極と、支持体に形成された電極と
が導電性接着剤を介さずに接続されているため、接着剤
の流れ出しが無くなることにより、電極間ショートが無
くなり、素子の信頼性が格段に向上する。
は、半導体チップの電極と、支持体に形成された電極と
が導電性接着剤を介さずに接続されているため、接着剤
の流れ出しが無くなることにより、電極間ショートが無
くなり、素子の信頼性が格段に向上する。
【００１６】また、本発明の素子では第１の電極２１よ
りも第２の電極２２の面積を大きくしている。即ち、本
発明の素子では第１の電極２１は半導体チップの電極と
接続するためのものであり、第２の電極２２は支持体２
０の表面に形成して、外部リード、電源のように外部か
ら電力を供給するための電極として作用する。従って、
第２の電極は第１の電極よりも面積を大きくして支持体
と剥がれにくくする必要がある。そこで、本発明の好ま
しい態様では、第２の電極を層構造とすることにより支
持体と剥がれにくくすることができる。
りも第２の電極２２の面積を大きくしている。即ち、本
発明の素子では第１の電極２１は半導体チップの電極と
接続するためのものであり、第２の電極２２は支持体２
０の表面に形成して、外部リード、電源のように外部か
ら電力を供給するための電極として作用する。従って、
第２の電極は第１の電極よりも面積を大きくして支持体
と剥がれにくくする必要がある。そこで、本発明の好ま
しい態様では、第２の電極を層構造とすることにより支
持体と剥がれにくくすることができる。
【００１７】支持体２０には数々の材料が使用される、
例えば半導体チップがレーザチップである場合には、Ａ
ｌＮ、ＳｉＣ、ＧａＡｓ、ＢＮ、Ｓｉ、Ｃ（ダイヤモン
ド）等の熱伝導性の良いヒートシンクが使用され、ＬＥ
Ｄチップであれば、Ａｌ2Ｏ3、ＳｉＯ2等の絶縁性のグ
リーンシートが使用される。支持体の材料は特に限定す
るものではなく、絶縁性、導電性いずれの材料でもよ
い。導電性の支持体を用いる場合には電極間の短絡を防
止するため、第２の電極２２を形成する前に、その支持
体の表面に絶縁性の被膜を形成することもできる。
例えば半導体チップがレーザチップである場合には、Ａ
ｌＮ、ＳｉＣ、ＧａＡｓ、ＢＮ、Ｓｉ、Ｃ（ダイヤモン
ド）等の熱伝導性の良いヒートシンクが使用され、ＬＥ
Ｄチップであれば、Ａｌ2Ｏ3、ＳｉＯ2等の絶縁性のグ
リーンシートが使用される。支持体の材料は特に限定す
るものではなく、絶縁性、導電性いずれの材料でもよ
い。導電性の支持体を用いる場合には電極間の短絡を防
止するため、第２の電極２２を形成する前に、その支持
体の表面に絶縁性の被膜を形成することもできる。
【００１８】図１に示すように、第２の電極２２は、そ
れぞれ支持体に接する側に第１の層２２１ａ、２２１ｂ
（以下、第１の層の符号を２２１と記す。）が形成され
ており、第１の電極２１に接する側に第２の層２２２
ａ、２２２ｂ（以下、第２の層の符号を２２２と記
す。）が形成されている。第１の層２２１は支持体２０
と接着性（密着性）のよい金属を選択し、第２の層２２
２は第１の電極２１と接着性のよい金属を選択すること
が望ましい。具体的には第１の層２２１はＴｉ、Ｃｒ、
Ａｌ、Ｚｒよりなる群から選択された少なくとも一種を
含み、第２の層２２２が少なくとも金（Ａｕ）を含むこ
とが望ましい。特に第１の層２２１は支持体２０にＡｌ
2Ｏ3、ＳｉＯ2等の絶縁体、またはＳｉＣ、ＡｌＮ、Ｇ
ａＡｓ等の半導体を用いた場合に非常に接着性がよい。
また第２の層２２２にＡｕを用いると、第１の電極２１
との接触抵抗を少なくして接続することができると共
に、ワイヤーボンディング時の金線の接着性がよい。
れぞれ支持体に接する側に第１の層２２１ａ、２２１ｂ
（以下、第１の層の符号を２２１と記す。）が形成され
ており、第１の電極２１に接する側に第２の層２２２
ａ、２２２ｂ（以下、第２の層の符号を２２２と記
す。）が形成されている。第１の層２２１は支持体２０
と接着性（密着性）のよい金属を選択し、第２の層２２
２は第１の電極２１と接着性のよい金属を選択すること
が望ましい。具体的には第１の層２２１はＴｉ、Ｃｒ、
Ａｌ、Ｚｒよりなる群から選択された少なくとも一種を
含み、第２の層２２２が少なくとも金（Ａｕ）を含むこ
とが望ましい。特に第１の層２２１は支持体２０にＡｌ
2Ｏ3、ＳｉＯ2等の絶縁体、またはＳｉＣ、ＡｌＮ、Ｇ
ａＡｓ等の半導体を用いた場合に非常に接着性がよい。
また第２の層２２２にＡｕを用いると、第１の電極２１
との接触抵抗を少なくして接続することができると共
に、ワイヤーボンディング時の金線の接着性がよい。
【００１９】さらに本発明の好ましい態様において、図
１に示すように、第２の電極２２が、支持体に接する側
に形成された第１の層２２１と、第１の電極側に接する
側に形成された第２の層２２２と、さらに前記第１の層
と第２の層との間に形成された中間層２２３ａ、２２３
ｂ（以下、中間層の符号を２２３と記す。）とからなる
少なくとも３層構造を有している。この中間層２２３は
第１の層２２１と第２の層２２２との接着性をさらに高
める作用がある。さらに加熱ボンディング時に第１の層
２２１と第２の層２２２とが合金化して、それぞれの電
極材料の効果を低下させるのを防止するバリア層として
の作用もある。具体的な中間層はＰｔ、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｗ
よりなる群から選択された少なくとも一種を含むことが
望ましい。これらの金属は特に、Ａｕを含む第２の層２
２２と、Ｔｉ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｚｒ第１の層２２１との接
着性を向上させる作用がある。
１に示すように、第２の電極２２が、支持体に接する側
に形成された第１の層２２１と、第１の電極側に接する
側に形成された第２の層２２２と、さらに前記第１の層
と第２の層との間に形成された中間層２２３ａ、２２３
ｂ（以下、中間層の符号を２２３と記す。）とからなる
少なくとも３層構造を有している。この中間層２２３は
第１の層２２１と第２の層２２２との接着性をさらに高
める作用がある。さらに加熱ボンディング時に第１の層
２２１と第２の層２２２とが合金化して、それぞれの電
極材料の効果を低下させるのを防止するバリア層として
の作用もある。具体的な中間層はＰｔ、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｗ
よりなる群から選択された少なくとも一種を含むことが
望ましい。これらの金属は特に、Ａｕを含む第２の層２
２２と、Ｔｉ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｚｒ第１の層２２１との接
着性を向上させる作用がある。
【００２０】つまり、本発明の素子において、支持体側
に形成される第１の電極２１は、加熱により、窒化物半
導体の電極１０３、１０４と合金化されて一体となる接
着用の電極であり、第２の電極２２は外部よりワイヤー
ボンディング、ダイボンディング等を行って電源手段と
接続するための電極として作用するものである。第２の
電極２２は特にＡｕを含む材料とすると、例えば金線で
ワイヤーボンディングする際に、金線との接着性がよい
が、さらに支持体２０との接着性をよくするために、第
２の電極２２を層構造とする。第２の電極２２を層構造
とした場合、第２の電極２２は支持体２０との接着性の
よい第１の層２２１と、第１の電極２１と接着性のよい
第２の層２２２とからなる。しかしながら、加熱により
第１の層２２１と第２の層２２２とが合金化すると、支
持体２０との接着性、および金線の接着性が損なわれる
恐れがあるため、さらに中間層２２３を入れることによ
り、第１の電極２１全体の支持体２０への接着性をよく
すると共に、ワイヤーボンディング時の金線との接着性
もよくすることができる。
に形成される第１の電極２１は、加熱により、窒化物半
導体の電極１０３、１０４と合金化されて一体となる接
着用の電極であり、第２の電極２２は外部よりワイヤー
ボンディング、ダイボンディング等を行って電源手段と
接続するための電極として作用するものである。第２の
電極２２は特にＡｕを含む材料とすると、例えば金線で
ワイヤーボンディングする際に、金線との接着性がよい
が、さらに支持体２０との接着性をよくするために、第
２の電極２２を層構造とする。第２の電極２２を層構造
とした場合、第２の電極２２は支持体２０との接着性の
よい第１の層２２１と、第１の電極２１と接着性のよい
第２の層２２２とからなる。しかしながら、加熱により
第１の層２２１と第２の層２２２とが合金化すると、支
持体２０との接着性、および金線の接着性が損なわれる
恐れがあるため、さらに中間層２２３を入れることによ
り、第１の電極２１全体の支持体２０への接着性をよく
すると共に、ワイヤーボンディング時の金線との接着性
もよくすることができる。
【００２１】
［実施例１］以下、図面を元に本発明の素子について詳
説する。図１は実施例１に係る素子の構造を示す模式的
な断面図であり、図２は発光チップ側から見た支持体の
みの構造を示す平面図である。
説する。図１は実施例１に係る素子の構造を示す模式的
な断面図であり、図２は発光チップ側から見た支持体の
みの構造を示す平面図である。
【００２２】サファイア基板１０１の上に、少なくとも
ｎ型窒化物半導体層と、発振する活性層と、ｐ型窒化物
半導体層とを有する窒化物半導体１０２よりなる５００
μｍ角のレーザチップ１００を用意する。このレーザチ
ップは図１に示すように、最上層の窒化物半導体層の一
部がエッチングにより除去されて同一面側に正電極１０
４と負電極１０３とを有する。正電極１０４にはＮｉと
Ａｕを含む合金が使用されており、負電極１０３にはＴ
ｉとＡｌとを含む合金が使用されている。
ｎ型窒化物半導体層と、発振する活性層と、ｐ型窒化物
半導体層とを有する窒化物半導体１０２よりなる５００
μｍ角のレーザチップ１００を用意する。このレーザチ
ップは図１に示すように、最上層の窒化物半導体層の一
部がエッチングにより除去されて同一面側に正電極１０
４と負電極１０３とを有する。正電極１０４にはＮｉと
Ａｕを含む合金が使用されており、負電極１０３にはＴ
ｉとＡｌとを含む合金が使用されている。
【００２３】一方、支持体２０には５ｍｍ角のＡｌＮよ
りなるサブマウントを使用し、このサブマウントの表面
にフォトリソグラフィー技術を用いて適当な形状の保護
膜を形成した後、まずＴｉとＡｌを含む第１の層２２１
ａ、２２１ｂを蒸着により形成する。
りなるサブマウントを使用し、このサブマウントの表面
にフォトリソグラフィー技術を用いて適当な形状の保護
膜を形成した後、まずＴｉとＡｌを含む第１の層２２１
ａ、２２１ｂを蒸着により形成する。
【００２４】続いて、第１の層２２１ａ、２２１ｂの上
にそれぞれＰｔとＮｉとを含む中間層２２３ａ、２２３
ｂとを同じく蒸着により形成する。
にそれぞれＰｔとＮｉとを含む中間層２２３ａ、２２３
ｂとを同じく蒸着により形成する。
【００２５】さらに、中間層２２３ａ、２２３ｂの上に
Ａｕよりなる第２の層２２２ａ、２２２ｂを同じく蒸着
により形成した後、保護膜を除去する。以上の操作によ
り、Ｔｉ／Ａｌを含む第１の層２２１と、Ｐｔ／Ｎｉを
含む中間層２２３、Ａｕを含む第２の層２２２とが積層
されてなる第２の電極２２を形成する。
Ａｕよりなる第２の層２２２ａ、２２２ｂを同じく蒸着
により形成した後、保護膜を除去する。以上の操作によ
り、Ｔｉ／Ａｌを含む第１の層２２１と、Ｐｔ／Ｎｉを
含む中間層２２３、Ａｕを含む第２の層２２２とが積層
されてなる第２の電極２２を形成する。
【００２６】第２の電極２２を形成した後、その第２の
層の上に、適当な形状を有する保護膜を形成した後、Ａ
ｕとＳｎを含む合金よりなる第１の電極２１ａ、２１ｂ
を同じく蒸着により形成する。図２は電極形成後の支持
体１０の平面図を示すものであり、電極の位置は図１と
対応している。
層の上に、適当な形状を有する保護膜を形成した後、Ａ
ｕとＳｎを含む合金よりなる第１の電極２１ａ、２１ｂ
を同じく蒸着により形成する。図２は電極形成後の支持
体１０の平面図を示すものであり、電極の位置は図１と
対応している。
【００２７】以上のようにして電極を形成したレーザチ
ップ１００を、支持体２０の上に互いの電極同士が対向
するようにして載置し、５００℃で電極同士を熱圧着す
る。この熱圧着によりレーザチップの電極１０３、１０
４と、支持体２０の第１の電極２１とが合金化して接着
されると共に、第２の電極２２と第１の電極２１、およ
び第２の電極２２と支持体２０とが強固に接着される。
ップ１００を、支持体２０の上に互いの電極同士が対向
するようにして載置し、５００℃で電極同士を熱圧着す
る。この熱圧着によりレーザチップの電極１０３、１０
４と、支持体２０の第１の電極２１とが合金化して接着
されると共に、第２の電極２２と第１の電極２１、およ
び第２の電極２２と支持体２０とが強固に接着される。
【００２８】次に支持体２０を導電性のヒートシンクに
設置する。なおヒートシンクには支持体の裏面まで形成
された第２の電極２２ａと、ヒートシンクとを半田を介
して接着することにより設置する。さらに支持体２０の
表面に形成された第２の電極の最上層に金線をワイヤー
ボンディングすることによりレーザ素子とする。
設置する。なおヒートシンクには支持体の裏面まで形成
された第２の電極２２ａと、ヒートシンクとを半田を介
して接着することにより設置する。さらに支持体２０の
表面に形成された第２の電極の最上層に金線をワイヤー
ボンディングすることによりレーザ素子とする。
【００２９】以上のような工程で、レーザチップをフェ
ースダウンの状態で支持体にダイボンドしたところ、電
極ずれによるダイボンド自体の歩留まりは９５％以上あ
り、その中でレーザチップの電極間のショートによる歩
留まりは０％であった。またワイヤーの剥がれによる歩
留まりは０％であった。さらにこのレーザ素子を１００
時間連続でパルス発振させたところ、発振中に電極間で
ショートするものは無かった。
ースダウンの状態で支持体にダイボンドしたところ、電
極ずれによるダイボンド自体の歩留まりは９５％以上あ
り、その中でレーザチップの電極間のショートによる歩
留まりは０％であった。またワイヤーの剥がれによる歩
留まりは０％であった。さらにこのレーザ素子を１００
時間連続でパルス発振させたところ、発振中に電極間で
ショートするものは無かった。
【００３０】［実施例２］支持体１００の第１の電極２
１の材料をＡｕとＳｉとを含む合金とする。また第２の
電極２２において、第１の層２２１をＣｒとＺｒとを含
む合金とし、中間層２２３をＭｏとＷとを含む合金とす
る他は、実施例１と同様にしてレーザ素子としたとこ
ろ、電極の特性、歩留まり等については実施例１とほぼ
同等の特性を示した。
１の材料をＡｕとＳｉとを含む合金とする。また第２の
電極２２において、第１の層２２１をＣｒとＺｒとを含
む合金とし、中間層２２３をＭｏとＷとを含む合金とす
る他は、実施例１と同様にしてレーザ素子としたとこ
ろ、電極の特性、歩留まり等については実施例１とほぼ
同等の特性を示した。
【００３１】［実施例３］支持体１００の第１の電極２
１の材料をＡｕとＧｅとを含む合金とする。また第２の
電極２２において、第１の層２２１をＡｌとＣｒとを含
む合金とし、中間層２２３をＮｉとＭｏとを含む合金と
する他は、実施例１と同様にしてレーザ素子としたとこ
ろ、電極の特性、歩留まり等については実施例１とほぼ
同等の特性を示した。
１の材料をＡｕとＧｅとを含む合金とする。また第２の
電極２２において、第１の層２２１をＡｌとＣｒとを含
む合金とし、中間層２２３をＮｉとＭｏとを含む合金と
する他は、実施例１と同様にしてレーザ素子としたとこ
ろ、電極の特性、歩留まり等については実施例１とほぼ
同等の特性を示した。
【００３２】［実施例４］支持体１００の第１の電極２
１ｂの材料をＮｉとＡｕとを含む合金とし、２１ａの材
料をＴｉとＡｌとを含む合金とする。即ちレーザチップ
の電極材料と同一の材料とする。また第２の電極２２に
おいて、第１の層２２１をＡｌとＣｒとを含む合金と
し、中間層２２３をＮｉとする他は、実施例１と同様に
してレーザ素子としたところ、電極の特性、歩留まり等
については実施例１とほぼ同等の特性を示した。
１ｂの材料をＮｉとＡｕとを含む合金とし、２１ａの材
料をＴｉとＡｌとを含む合金とする。即ちレーザチップ
の電極材料と同一の材料とする。また第２の電極２２に
おいて、第１の層２２１をＡｌとＣｒとを含む合金と
し、中間層２２３をＮｉとする他は、実施例１と同様に
してレーザ素子としたところ、電極の特性、歩留まり等
については実施例１とほぼ同等の特性を示した。
【００３３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の窒化物半
導体素子は、半導体チップの電極と、支持体との電極と
を導電性の接着剤を介さずに接着しているため、非常に
信頼性の高い半導体素子を実現することができる。また
本発明の実施例ではレーザ素子について説明したが、本
発明はレーザ素子に限定するものではなく、窒化物半導
体を用いたＬＥＤ素子、受光素子等のあらゆる半導体デ
バイスに適用できることは言うまでもない。
導体素子は、半導体チップの電極と、支持体との電極と
を導電性の接着剤を介さずに接着しているため、非常に
信頼性の高い半導体素子を実現することができる。また
本発明の実施例ではレーザ素子について説明したが、本
発明はレーザ素子に限定するものではなく、窒化物半導
体を用いたＬＥＤ素子、受光素子等のあらゆる半導体デ
バイスに適用できることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施例に係る窒化物半導体素子の
構造を示す模式断面図。
構造を示す模式断面図。
【図２】 図１の支持体を半導体チップ載置側から見た
平面図。
平面図。
１００・・・・半導体チップ １０３・・・・負電極 １０４・・・・正電極 ２０・・・・支持体 ２１ａ、２１ｂ・・・・第１の電極 ２２ａ、２２ｂ・・・・第２の電極 ２２１ａ、２２１ｂ・・・第１の層 ２２２ａ、２２２ｂ・・・第２の層 ２２３ａ、２２３ｂ・・・中間層
Claims (5)
- 【請求項１】 同一面側に正負一対の電極が設けられて
なる窒化物半導体チップがフェースダウンの状態で支持
体にマウントされてなる窒化物半導体素子において、前
記支持体の表面には、半導体チップの電極位置と対応す
る位置に形成された第１の電極と、その第１の電極と電
気的に接続され、第１の電極よりも面積が大きい第２の
電極とが形成されており、さらに前記半導体チップの電
極は前記第１の電極に直接接続されていることを特徴と
する窒化物半導体素子。 - 【請求項２】 前記第２の電極が、支持体に接する側に
形成された第１の層と、第１の電極側に接する側に形成
された第２の層とからなる少なくとも２層構造を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の窒化物半導体素子。 - 【請求項３】 前記第２の電極が、支持体に接する側に
形成された第１の層と、第１の電極側に接する側に形成
された第２の層と、さらに前記第１の層と第２の層との
間に形成された中間層からなる少なくとも３層構造を有
す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。 - 【請求項４】 前記第１の層がチタン（Ｔｉ）、クロム
（Ｃｒ）、アルミニウム（Ａｌ）、ジルコニウム（Ｚ
ｒ）よりなる群から選択された少なくとも一種を含み、
前記第２の層が少なくとも金（Ａｕ）を含むことを特徴
とする請求項２または３に記載の窒化物半導体素子。 - 【請求項５】 前記中間層が白金（Ｐｔ）、ニッケル
（Ｎｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）よ
りなる群から選択された少なくとも一種を含むことを特
徴とする請求項３または４に記載の窒化物半導体素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11494296A JP3407536B2 (ja) | 1996-05-09 | 1996-05-09 | 窒化物半導体素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11494296A JP3407536B2 (ja) | 1996-05-09 | 1996-05-09 | 窒化物半導体素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09298310A true JPH09298310A (ja) | 1997-11-18 |
| JP3407536B2 JP3407536B2 (ja) | 2003-05-19 |
Family
ID=14650474
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11494296A Expired - Fee Related JP3407536B2 (ja) | 1996-05-09 | 1996-05-09 | 窒化物半導体素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3407536B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11224960A (ja) * | 1997-11-19 | 1999-08-17 | Unisplay Sa | Ｌｅｄランプ並びにｌｅｄチップ |
| JP2004311783A (ja) * | 2003-04-08 | 2004-11-04 | Fuji Xerox Co Ltd | 光検出装置、及びその実装方法 |
| US7211832B2 (en) | 2004-01-13 | 2007-05-01 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Light emitting apparatus |
| US7947998B2 (en) | 1997-11-19 | 2011-05-24 | Unisplay S.A. | LED lamps |
| US8587020B2 (en) | 1997-11-19 | 2013-11-19 | Epistar Corporation | LED lamps |
-
1996
- 1996-05-09 JP JP11494296A patent/JP3407536B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11224960A (ja) * | 1997-11-19 | 1999-08-17 | Unisplay Sa | Ｌｅｄランプ並びにｌｅｄチップ |
| JP2010177711A (ja) * | 1997-11-19 | 2010-08-12 | Unisplay Sa | Ｌｅｄランプ並びにｌｅｄチップ |
| US7947998B2 (en) | 1997-11-19 | 2011-05-24 | Unisplay S.A. | LED lamps |
| US8399903B2 (en) | 1997-11-19 | 2013-03-19 | Epistar Corporation | LED lamps |
| US8587020B2 (en) | 1997-11-19 | 2013-11-19 | Epistar Corporation | LED lamps |
| US8592856B2 (en) | 1997-11-19 | 2013-11-26 | Epistar Corporation | LED lamps |
| US8604508B2 (en) | 1997-11-19 | 2013-12-10 | Epistar Corporation | LED lamps |
| US8692268B2 (en) | 1997-11-19 | 2014-04-08 | Epistar Corporation | LED lamps |
| US8779460B2 (en) | 1997-11-19 | 2014-07-15 | Epistar Corporation | Light source unit |
| JP2014220542A (ja) * | 1997-11-19 | 2014-11-20 | 晶元光電股▲ふん▼有限公司 | Ｌｅｄランプ並びにｌｅｄチップ |
| JP2004311783A (ja) * | 2003-04-08 | 2004-11-04 | Fuji Xerox Co Ltd | 光検出装置、及びその実装方法 |
| US7211832B2 (en) | 2004-01-13 | 2007-05-01 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Light emitting apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3407536B2 (ja) | 2003-05-19 |
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