JPS616880A - 発光半導体素子およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、発光半導体素子およびその製造方法に係り、
特に、基板表面から光を取り出す発光半導体素子および
その製造方法に関する。

（ロ）従来技術 一般に、半導体基板の表面から光を取り出す発光半導体
素子では、発光面の略中央部に表電極としてボンディン
グパッドを、基板表面に裏電極を形成している。しかし
て、前記ボンディングパッドにワイヤボンディングされ
る関係上、このボンディングパッドを比較的大きく形成
する必要がある。

そして、例えば、この種の発光半導体素子を実際に使用
する場合、このボンディングパッド直下に電流が集中す
るため、このボンディングパソド周辺のみが発光しやす
い。即ら、電流が発光面を均一に広がりにくいので、発
光層の外周縁部分が比較的暗くなるという問題をイトし
る。さらに、前記ボンディングパッドに光がさえぎられ
るので、発光が有効に利用されないという問題もあった
。

しかして、上述のような問題を解消するために、実願昭
５６−７８４７３号の発光半導体素子が提案されている
。

その構成は、半導体基板に形成された電極にリード線を
ポンディングしてなる発光半導体素子ｉ′−において、
電極中心部と半導体基板間に絶縁層を介在させてなり、
電流の広がりを大きくしたものである。

しかしながら、上述の発光半導体素子において、発光層
（Ｐ−Ｎ接合）の表面中心部に形成される絶縁層は、例
えば＾１２０□或いはＳｉ０２等が使用される関係」二
、前記発光層との密着性が弗素に悪いという問題点があ
る。そのため、前記発光半導体素子のワイヤポンディン
グ工程において、ボンディングパッドにファーストボン
ディングした後、キャピラリでもってリード端子まで金
線を引っ張っていく時に、前記ファーストホンディング
されたボンディングパッドおよびその下部の絶縁層まで
も剥離してしまうことがある。即ち、製品としての歩留
りおよび信頼性が低下してしまうという欠点がある。

（ハ）目的 第一の発明は、発光面の隅々にまで電流を流し、発光面
からの光の取り出し効率を向上させる発光半導体素子を
提供することを目的としている。

第二の発明は、発光層との密着性を良好にし、これに基
づいて製品としての歩留りおよび信頼性を向」ニさせる
発光半導体素子の製造方法を提供することを目的として
いる。

（ニ）構成 第一の発明に係る発光半導体素ｒは、発光面に半導体か
らなるオーミックコンタクＬ　ｌ＊ｉを介し−（電極層
が形成された発光半導体素子であって、前記電極層のボ
ンディングパッドの直下に１１；１記オ一ミツクコンタ
クト層と反対の導電型の半導体からなる電流遮断層を設
けたことを１２１徴とする。

第二の発明に係る発光半導体素子の製造方法は、発光面
に半導体からなるオーミック゛−１ンタクｌ司ｉ５を介
して電極層が形成された発光半導体Ａｌ　ｌ−の製造方
法であって、発光層と、オーミノクニ１ンククト層と、
このオーミツクコンタクト１１ｉと反対の導電型の半導
体からなる電流遮断層とを分イＫＩＩＩ　：ｌ−ビタキ
シャル成長法（ＭＢＥ）で半導体基板の表面に形成する
工程と、パターニングされたボン型のレジストをマスク
として、前記電流遮断層をエツチングすることにより、
ボンディングパッドを除く電極層のコンタクトポールを
形成する工程と、１）１１記レジストのホンディンクパ
ノ１一部分を露光して、当該部分の前記レジストを除去
ずろ工程と、この半導体基板の表面に電極口材を蒸着す
る工程と、前記基板表面の残余のレノスＩ・と、この表
面の電極材料とをリフトオフすることにより、ボンディ
ングパッドおよびこれと接続する電極層を形成する工程
とを具備したごとを特徴としている。

（ポ）実施例 亀二ｑ発町 第１図は第一の発明に係る発光半導体素子の一実施例を
略本Ｌ７た斜視図である。

１は略知形の発光半導体素子であり、ダブルへテロ接合
構造となっている。

詳しくは、Ｎ型ＧａＡｓからなる基板１０の表面に比較
的曹いＮ型Ｇ　ａ　Ａ　ｓ　Ｎ　２１が、その上部には
比較的厚１、）Ｎ型Ｇａ、、３ＡＩ。７眞層２２が形成
されており、この上部に比較的薄いＰ型Ｇａｐ、７ＡＩ
。３Ａｓ層２３が、この上部には比較的厚いＰ型Ｇａｏ
３ΔＩ□、７Ａｓ層２４がそれぞれ積層された発光層２
０が形成されている。さらにｉ″ｌＩ記Ｐ型Ｇａ、）、
３八ｌ。７Ａｓ層２４の表面に高キャリヤ濃度のＰ　　
。

型ＧａＡｓからなるオーミックコンタク１ｌＰｉ２５が
適宜なバクーンで形成されている。

３０は前記オーミックコンタクトＩ＋ｉ　２５と反り・
１（逆極性）の導電型のＮ型ＧａＡｓからなる略円形の
電流遮断層である。この電流遮断層３０は、＋ｊｉｉ記
基板１０の略中央部に配置され、しかも前記オーミック
コンタクＩ−層２５の上部に位置している。

尚、上述した発光半導体素子ｌを形成する各１響および
電流遮断層３０はいわゆる分１′線エビクキソヤル成長
法（ＭＢＥ装置）でもっ゛（連続して成１、ニさせてい
る。

前記基板１０の表面には、例えば鉗−Ａｕ或いはへ１等
からなる電極層４０およびポンデインクバソ１４↓が形
成されている。

尚、この電極層４０およびポンデイングバノト旧は、電
流を広げるべく形状になされている。！１、体的には、
第１図に示すように、１ｉＩ記絶縁層；）０の表面に被
着された略円形の前記ポンディングバソ１゛−４１から
基板の対角線上で、かつぐ先ｌ／ｊ１．ｌが基板コーナ
部近傍に位置するように延設した直線部と、ごの直線部
の先端および中途部にそれぞれのコーナ部が位置するよ
・）に配設された相似形の矩形環状部とから電極層４０
が形成されている。

４２は例えば＾ｕ−Ｇｅからなる裏電極であり、基板１
０の裏面に被着されている。

策；暎溌漕− 第２図は第二の発明に係る製造方法の一実施例を示す説
明図（面、第１図のＡ−Ａ“断面部）である。同図にお
いて、第１図と同一部分は同一符合で示し一〇いる。

（ａｌ　　半導体）１１（及１００表面にＮ型Ｇ８八ｓ
　５２１、Ｎ型Ｇａ。３八ｌ　Ｌｌ、？へ：；ｌイ２２
、１〕型Ｇ　ａ　□、７八］へＪｓＪＦｔ２３、　Ｐ型
Ｇ　ａ　□、３八１へ７八Ｓハ□ｉｚ−＋からなる発光
層２０と、Ｐ型Ｇ　ａ　Ａ　ｓからなるオーミックコン
タクト層２５と、前記オーミックコンタクト層２５と反
対の導電型であるＮ型ＧａＡｓからなる電流遮断層３０
等を分子線エビタキンヤル成長法（ＭＢＦ、装：ｉ＋？
）でもって連続して成長させる。

（ｂ）　　前記各層を形成した半導体基板１０の表面に
ポジ型のレジスト５０を塗布する。次に、ポンデイング
パツドを除く電極層４０のコンタクトポールを形成すべ
き部分に相当する前記Ｌ・シスト５０を）１乍光した後
、現像するごとにより１ｊ１１記露光された部分のレジ
スト５０を除去する。

（Ｃ１前記レジスト５０をマスクとし７゛（電流ｄＹ、
ｌｌＪ＋　ｌｌ−１３０を選択エツチングするごとによ
り、十ンフ・イングパソ１′を除く電極層４０のコンタ
クトポールを開１′Ｆ、する。

（ｄｌ　　前記レジスト５０の中央のめ（図示への部分
）を再度露光する。しかる後、現像して前記ｉ消光され
た部分のレジスト５０を除去するごとにより、ポンデイ
ングパツドが被着される部分の電流’ｒＷ　ｌ１ｌｉ　
Ｉ督３０を露出させる。

（ｅｌ　　前記基板の表面にＴｉ−Ａｕ等の電極（Ａ料
４０１を蒸着形成する。

ｉｆ）　　前記残余のレジスト５０およびこの表面の電
極材料７１０“をリフトオフすることにより、前記残余
のレジスト５０およびごの表面の電極月料４０′が除去
されるので、電極Ｎ４０およびポンデイングパツド４１
が形成される。

＋ｇ）　　電極層４０およびポンデイングパツド４１を
マスクとし゛（、オーミックコンタク１−ＩＷ２５を選
択エツチングする。次に、基板１０の裏面に篩−Ｇｅ等
の電）、＠　４Ａ料を蒸着形成するごとにより裏電極４
２を形成−４−る。

しかし−（１述のように形成された発光半導体素子１の
「島１−×八］ｘＡｓ（トナーとしてＳｎ、アクセフ。

夕としてＢ（１）のボール測定結果を１・の表に示す。

Ｘは組成比、Ｃ，Ｃはキャリヤ濃度、μは移動度、ρは
比抵抗である。

尚、電極層４０の形状は、上述の実施例に限定されず、
電流を広けるような形状であれはよい。

また、上述の″に施例では、発光半導体素子を形成する
各層をダブ）レヘテロ接合構造としているが、本発明は
これに限定されないことは勿論である。

尚、上述の実施例ではＧａＡｌＡｒ、からなる発光半導
体素子を例にとって説明していイ１が、本発明はこれに
限定されず、電流集中を起ごし易い発光゛１′導体素子
に適用される。

（へ）効果 第一の発明に係る発光半導体；＋４−／は、発光出−こ
半導体からなるオーミックコンタク１司（りを介して電
極層が形成された発光半導体素ｒであ・−１−Ｃ，？ｌ
ｉ極層のボンディングバソ１′の直下にＡ−ミックｌン
タクＨｔａと反対の導電型の２１テ’ｉ’体からなる電
流遮断層を設けている。

従って、この発明によれば、前記ボンディングパッドの
直下に電流が集中することなく発光面の電極層に均等な
電流を流すことができるので、むだな発光を減らすと共
に、発光面からの光の取り出し効率を向上することがで
きる。

第二の発明に係る製造方法は、発光層と、オーミックコ
ンタクト層と、このオーミックコンタクト層と反対の導
電型の電流遮断層とを、分子−線エピタキシャル成長法
（ＭＢＥ装置）でもって連続して成長さ・Ｕて、電極材
料やオーミックコンタクトＰｉおよび電流遮断層のパタ
ーン付げを、ポジ型のレジストを用いて二面露光し、リ
フトオフする方法を行っている。

従って１、二の発明によれば、発光層と電流遮断層とを
良シイな密着性にすることができるので、従来から間ｆ
ｌｊであるワイヤボンディング工程中の不具合を防０１
できる。即ぢ、製品としての歩留りおよび信頼性を向」
ニさせることができる。また、レジストの塗布が一回で
済むので工程を簡単にすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第一の発明に係る発光半導体素子の一実施例を
略本した斜視図、第２図は第二の発明に係る製造方法の
一実施例を略本した説明図である。 ■・・・発光半導体素子、１０・・・半導体基板、２０
・・・発光層、２５・・・オーミックコンタクト層、３
０・・・電流遮断層、４０・・・電極層、４１・・・ボ
ンディングパッド。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）発光面に半導体からなるオーミックコンタクト層
   を介して電極層が形成された発光半導体素子において、
   前記電極層のボンディングパッドの直下に前記オーミッ
   クコンタクト層と反対の導電型の半導体からなる電流遮
   断層を設けたことを特徴とする発光半導体素子。
2. （２）発光面に半導体からなるオーミックコンタクト層
   を介して電極層が形成された発光半導体素子の製造方法
   において、発光層と、オーミックコンタクト層と、この
   オーミックコンタクト層と反対の導電型の半導体からな
   る電流遮断層とを分子線エピタキシャル成長法（ＭＢＥ
   ）で半導体基板の表面に形成する工程と、パターニング
   されたポジ型のレジストをマスクとして、前記電流遮断
   層をエッチングすることにより、ボンディングパッドを
   除く電極層のコンタクトホールを形成する工程と、前記
   レジストのボンディングパッド部分を露光して、当該部
   分の前記レジストを除去する工程と、この半導体基板の
   表面に電極材料を蒸着する工程と、前記基板表面の残余
   のレジストと、この表面の電極材料とをリフトオフする
   ことにより、ボンディングパッドおよびこれと接続する
   電極層を形成する工程とを具備したことを特徴とする発
   光半導体素子の製造方法。