(57)【要約】【課題】ｐ型層上にＩＴＯからなる透明電極が設けられたフェイスアップ型のIII 族窒化物半導体発光素子において、ｐパッド電極１５とｎ電極１６を同時に形成することができる製造方法の実現。【解決手段】透明電極１４上にＮｉ／Ａｕからなるｐパッド電極１５を、ｎ型層１１上に同じくＮｉ／Ａｕからなるｎ電極１６を、同時に形成した。そして、５７０℃で熱処理を行った。これにより、ｐパッド電極とｎ電極の双方で良好なコンタクトを取ることができる。また、熱処理により透明電極１４のｐパッド電極１５直下に位置する領域に、他の透明電極１４の領域よりもｐ型層１３とのコンタクト抵抗が高い領域１７が形成され、活性層１２の領域１７下方に位置する領域１２ａが発光しないため、発光効率を向上させることができる。【選択図】図１
2010080542.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｐ型層上に酸化物からなる透明電極が形成され、前記透明電極上にｐパッド電極が形成され、前記ｐパッド電極と同一面側にｎ電極が形成されたフェイスアップ型のIII 族窒化物半導体発光素子の製造方法において、
前記ｐパッド電極と前記ｎ電極はＮｉ／Ａｕであり、
前記ｐパッド電極と前記ｎ電極を同時に形成する、
ことを特徴とするIII 族窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項２】
前記ｐパッド電極と前記ｎ電極を形成後、５００〜６５０℃で熱処理を行うことにより、前記透明電極の前記ｐパッド電極直下に位置する領域に、前記ｐ型層とのコンタクト抵抗が、他の前記透明電極の領域と前記ｐ型層とのコンタクト抵抗よりも高い領域を形成することを特徴とする請求項１に記載のIII 族窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項３】
前記透明電極は、酸化インジウム系の材料からなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のIII 族窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項４】
前記透明電極は、ＩＴＯまたはＩＣＯからなることを特徴とする請求項３に記載のIII 族窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項５】
ｐ型層上に酸化物からなる透明電極が形成され、前記透明電極上にｐパッド電極が形成され、前記ｐパッド電極と同一面側にｎ電極が形成されたフェイスアップ型のIII 族窒化物半導体発光素子において、
前記ｐパッド電極は、ＮｉまたはＴｉを含む材料からなり、
熱処理によって、前記透明電極の前記ｐパッド電極直下に位置する領域に、前記ｐ型層とのコンタクト抵抗が、他の前記透明電極の領域と前記ｐ型層とのコンタクト抵抗よりも高い領域が形成されている、
ことを特徴とするIII 族窒化物半導体発光素子。
【請求項６】
前記ｐパッド電極は、Ｎｉ／Ａｕであることを特徴とする請求項５に記載のIII 族窒化物半導体発光素子。
【請求項７】
前記ｎ電極は、Ｎｉ／Ａｕであることを特徴とする請求項６に記載のIII 族窒化物半導体発光素子。
【請求項８】
前記透明電極は、酸化インジウム系の材料からなることを特徴とする請求項５ないし請求項７のいずれか１項に記載のIII 族窒化物半導体発光素子。
【請求項９】
前記透明電極は、ＩＴＯまたはＩＣＯからなることを特徴とする請求項８に記載のIII 族窒化物半導体発光素子。
【請求項１０】
前記ｐパッド電極、前記ｎ電極の一方または双方は、配線状の延伸電極を有することを特徴とする請求項５ないし請求項９のいずれか１項に記載のIII 族窒化物半導体発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、III 族窒化物半導体発光素子の製造方法において、ｐパッド電極およびｎ電極の形成方法に特徴を有するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、フェイスアップ型のIII 族窒化物半導体発光素子では、ｐパッド電極とｎ電極は異なる材料を用いており、ｐパッド電極形成後にｎ電極を形成している。
【０００３】
ｐパッド電極とｎ電極を同時に形成する方法としては、特許文献１が知られている。特許文献１には、Ｎｉ／Ａｕからなる金属薄膜をｐ型層上とｎ型層上に同時に形成して熱処理を行った後、金属薄膜上にＴｉ／Ａｕからなるｐパッド電極およびｎ電極を同時に形成し、再度熱処理を行うことが記載されている。この方法によると、Ｎｉがｎ型層に拡散するためｎ型層とｎ電極のコンタクト抵抗を低減でき、ｐパッド電極とｎ電極とを同時に形成するため製造工程を簡略化することができる。
【０００４】
また、フェイスアップ型のIII 族窒化物半導体発光素子では、ｐパッド電極が光を透過しないため、活性層のｐパッド電極下部に位置する領域は発光しないようにして発光効率を高めることが望ましい。そのような技術として、たとえば特許文献２〜４が知られている。
【０００５】
特許文献２では、ｐ型層上に金属薄膜からなる透明電極を形成し、透明電極上に窒素に対して反応性を有した金属を含むｐパッド電極を形成した後、熱処理を行うことで、ｐパッド電極に含まれる金属とｐ型層中の窒素とを反応させ、ｐ型層中に窒素の空孔を生じさせることにより高抵抗領域を形成している。そして、このｐ型層中の高抵抗領域によって、活性層のｐパッド電極下部に位置する領域が発光しないようにしている。
【０００６】
また、特許文献３ではｐパッド電極とｐ型層の間にｎ型層を形成することで、特許文献４ではｐパッド電極とｐ型層の間にＳｉＯ2 などの絶縁膜を形成することで、活性層のｐパッド電極下部に位置する領域が発光しないようにしている。
【特許文献１】特開２００７−１５８２６２
【特許文献２】特開平１０−２２９２１９
【特許文献３】特開平１０−１４４９６２
【特許文献４】特開２０００−１２４５０２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、ｐパッド電極形成後にｎ電極を形成する場合、ｐパッド電極のパターニングに用いたレジストが除去しきれず、エッチングにより露出したｎ型層上に残ってしまうことがあり、ｎ電極の剥離などの問題を生じさせていた。
【０００８】
また、特許文献１に記載のｐパッド電極とｎ電極を同時に形成する方法では、透明電極として金属薄膜を用いており、この金属薄膜によってｎ電極のコンタクト抵抗を低減しているため、金属薄膜に替えてＩＴＯ（Ｓｎ（スズ）ドープの酸化インジウム）などの酸化物からなる透明電極を用いると特許文献１の方法は適用することができない。また、ｐ型層にＩＴＯなどの酸化物からなる透明電極を形成した後に、特許文献１の方法を適用することも考えられるが、そもそもＩＴＯなどの酸化物からなる透明電極を用いるのは、金属薄膜よりも透光性が高く、効率的に光を取り出せるからであり、ＩＴＯなどの酸化物からなる透明電極上に金属薄膜を形成してしまうとＩＴＯを用いるメリットが無い。
【０００９】
一方、特許文献２〜４に記載の方法で活性層のｐパッド電極下部に位置する領域が発光しないようにする場合、製造工程が複雑となり、コストが増加してしまう問題があり、特に特許文献４のように絶縁膜を用いる場合は、その絶縁膜が割れてしまうことがあり、素子の信頼性が低かった。
【００１０】
そこで本発明の目的は、ｐ型層上にＩＴＯなどの酸化物からなる透明電極を形成する場合であっても、ｐパッド電極とｎ電極を同時に形成することができるIII 族窒化物半導体発光素子の製造方法を実現することである。他の目的は、活性層のｐパッド電極下部に位置する領域が発光しないIII 族窒化物半導体発光素子およびその製造方法である。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
第１の発明は、ｐ型層上に酸化物からなる透明電極が形成され、透明電極上にｐパッド電極が形成され、ｐパッド電極と同一面側にｎ電極が形成されたフェイスアップ型のIII 族窒化物半導体発光素子の製造方法において、ｐパッド電極とｎ電極はＮｉ／Ａｕであり、ｐパッド電極とｎ電極を同時に形成する、ことを特徴とするIII 族窒化物半導体発光素子の製造方法である。
【００１２】
ここでIII 族窒化物半導体とは、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＩｎＮなど、一般式Ａｌx Ｇａy Ｉｎ1-x-y Ｎ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１）で表されるものである。ｎ型不純物としては、Ｓｉなどが用いられ、ｐ型不純物としてはＭｇなどが用いられる。
【００１３】
第２の発明は、第１の発明において、ｐパッド電極とｎ電極を形成後、５００〜６５０℃で熱処理を行うことにより、透明電極のｐパッド電極直下に位置する領域に、ｐ型層とのコンタクト抵抗が、他の透明電極の領域とｐ型層とのコンタクト抵抗よりも高い領域を形成することを特徴とするIII 族窒化物半導体発光素子の製造方法である。
【００１４】
５００℃より低いと、透明電極のｐパッド電極直下に位置する領域が高コンタクト抵抗化しないため望ましくなく、６５０℃より高いとｐパッド電極、ｎ電極が剥がれるおそれがあり望ましくない。より望ましい熱処理温度は、５５０〜６００℃である。
【００１５】
第３の発明は、第１の発明または第２の発明において、透明電極は、酸化インジウム系の材料からなることを特徴とするIII 族窒化物半導体発光素子の製造方法である。
【００１６】
第４の発明は、第３の発明において、透明電極は、ＩＴＯまたはＩＣＯからなることを特徴とするIII 族窒化物半導体発光素子の製造方法である。ここでＩＴＯは、Ｓｎ（スズ）ドープの酸化インジウム（Ｉｎ2 Ｏ3 ）であり、ＩＣＯは、Ｃｅ（セリウム）ドープの酸化インジウム（Ｉｎ2 Ｏ3 ）である。
【００１７】
第５の発明は、ｐ型層上に酸化物からなる透明電極が形成され、透明電極上にｐパッド電極が形成され、ｐパッド電極と同一面側にｎ電極が形成されたフェイスアップ型のIII 族窒化物半導体発光素子において、ｐパッド電極は、ＮｉまたはＴｉを含む材料からなり、熱処理によって、前記透明電極の前記ｐパッド電極直下に位置する領域に、前記ｐ型層とのコンタクト抵抗が、他の前記透明電極の領域と前記ｐ型層とのコンタクト抵抗よりも高い領域が形成されている、ことを特徴とするIII 族窒化物半導体発光素子である。
【００１８】
第６の発明は、第５の発明において、ｐパッド電極は、Ｎｉ／Ａｕであることを特徴とするIII 族窒化物半導体発光素子である。
【００１９】
第７の発明は、第６の発明において、ｎ電極は、Ｎｉ／Ａｕであることを特徴とするIII 族窒化物半導体発光素子である。
【００２０】
第８の発明は、第５の発明から第７の発明において、透明電極は、酸化インジウム系の材料からなることを特徴とするIII 族窒化物半導体発光素子である。
【００２１】
第９の発明は、第８の発明において、透明電極は、ＩＴＯまたはＩＣＯであることを特徴とするIII 族窒化物半導体発光素子である。
【００２２】
第１０の発明は、第５の発明から第９の発明において、ｐパッド電極、ｎ電極の一方または双方は、配線状の延伸電極を有することを特徴とするIII 族窒化物半導体発光素子である。
【発明の効果】
【００２３】
第１の発明のように、ｐパッド電極とｎ電極の材料としてＮｉ／Ａｕを用いれば、ｐ型層上に酸化物からなる透明電極を形成した場合であっても、熱処理前においてはｐパッド電極とコンタクトを取ることができ、熱処理後においてはｎ電極とコンタクトを取ることができるので、ｐパッド電極とｎ電極を同時に形成することができ、製造工程を簡略化することができる。
【００２４】
また、第２の発明のように、ｐパッド電極の材料としてＮｉ／Ａｕを用い、熱処理温度を５００〜６５０℃とすると、透明電極のｐパッド電極直下に位置する領域は、他の透明電極の領域よりもｐ型層に対するコンタクト抵抗が高くなり、その高コンタクト抵抗化した透明電極の領域の下方に位置する領域は発光しなくなる。そのため発光効率を向上させることができる。また、それと同時にｎ電極のコンタクトがとれるようになる。
【００２５】
また、第３の発明のように、透明電極の材料として酸化インジウム系の材料を用いることができ、特に第４の発明のようにＩＴＯやＩＣＯを用いることができる。
【００２６】
また、第５の発明のように、ｐパッド電極の材料として、ＮｉやＴｉを含む材料を用いると、透明電極のｐパッド電極直下に位置する領域に、ｐ型層とのコンタクト抵抗が他の透明電極の領域とｐ型層とのコンタクト抵抗よりも高い領域を形成することができるため、その高コンタクト抵抗領域の下方に位置する領域を発光しないようにすることができ、発光効率を向上させることができる。特に第６の発明のように、ｐパッド電極の材料としてＮｉ／Ａｕを用いることができる。また、第７の発明のように、ｎ電極の材料としてｐパッド電極と同じＮｉ／Ａｕを用いれば、ｐパッド電極とｎ電極を同時に形成することができる。
【００２７】
また、第８の発明のように、透明電極の材料として酸化インジウム系の材料を用いることができ、特に第９の発明のようにＩＴＯやＩＣＯを用いることができる。
【００２８】
また、第１０の発明のように、配線状の延伸電極を設ければ、面方向により電流を拡散させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の具体的な実施例について図を参照に説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。
【実施例１】
【００３０】
図１は、実施例１のフェイスアップ型のIII 族窒化物半導体発光素子の構造について示した断面図である。III 族窒化物半導体発光素子は、サファイアからなる成長基板１０表面上に、バッファ層を介してIII 族窒化物半導体からなるｎ型層１１、活性層１２、ｐ型層１３が積層され、ｐ型層１３上にＩＴＯからなる透明電極１４、透明電極１４上にｐパッド電極１５が形成され、活性層１２、ｐ型層１３の一部が四角形にエッチングされて露出したｎ型層１１上にｎ電極１６が形成された構造である。また、ｐパッド電極１５直下の透明電極１４の領域は、ｐ型層１３とのコンタクト抵抗が他の透明電極１４の領域とｐ型層１３とのコンタクト抵抗よりも高い領域１７となっている。また、電流のリークやショートを防止するために、ｐパッド電極１５上面の一部とｎ電極１６上面の一部を除いてＳｉＯ2 からなる保護膜１８が形成されている。
【００３１】
成長基板１０には、サファイア以外にもＳｉＣなどの異種基板や、ＧａＮなどのIII 族窒化物半導体基板を用いることができる。
【００３２】
ｎ型層１１、活性層１２、ｐ型層１３の構造は、従来より知られている種々の構造を用いることができる。ｎ型層１１、ｐ型層１３は単層であってもよいし、複層であってもよく、超格子層を含んでいてもよい。たとえば、ｎ型層１１は、ｎ+ −ＧａＮのｎ型コンタクト層とＡｌＧａＮ／ｎ−ＧａＮの超格子構造であるｎ型クラッド層で構成され、ｐ型層１４はｐ−ＩｎＧａＮ／ｐ−ＡｌＧａＮが複数回繰り返し積層された超格子構造であるｐ型クラッド層とｐ−ＧａＮであるｐ型コンタクト層で構成されたものを用いることができる。また、活性層１３はＩｎＧａＮ／ＧａＮが複数回繰り返し積層されたＭＱＷや、ＳＱＷなどの構造を用いることができる。
【００３３】
透明電極１４は、ｐ型層１３上に端部を除いたほぼ全面にわたって形成されている。この透明電極１４によって、光取り出しを妨げることなく発光素子面方向に電流を拡散させることができる。
【００３４】
ｐパッド電極１５とｎ電極１６は、ともにＮｉ／Ａｕ／Ａｌからなり、Ｎｉ層の厚さは５０ｎｍ、Ａｕ層の厚さは１５００ｎｍ、Ａｌ層の厚さは１０ｎｍである。Ａｌ層は保護膜１８との密着性を高めるために形成している。Ａｌ層は必ずしも必要ではなく、Ａｕ層上に他の金属層を設けるようにしてもよい。
【００３５】
領域１７は、透明電極１４の領域のうち、ｐパッド電極１５直下に位置する領域であり、熱処理によって透明電極１４の他の領域とは異なる組成となったことにより、ｐ型層１３とのコンタクト抵抗が透明電極１４の他の領域より高い特性を示す物質となった領域である。この領域１７によって、電流はｐパッド電極１５直下へは流れずに、ｐパッド電極１５の外周から透明電極１４へと面方向に流れて拡散する。その結果、活性層１２のｐパッド電極１５下方に位置する領域１２ａは発光しないため、領域１２ａ以外の活性層１２の領域は電流密度が高まり、ｐパッド電極１５による光取り出し効率の低下も防止されていて、素子全体としての発光効率は向上している。
【００３６】
また、図２は、III 族窒化物半導体発光素子を成長基板１０表面側から見た平面図である。図２のように、III 族窒化物半導体発光素子の平面形状は正方形であり、ｐパッド電極１５とｎ電極１６が同一面側に形成されている。また、ｐパッド電極１５は円形に形成されていて、ｎ電極１６は正方形に形成されている。
【００３７】
なお、ｐパッド電極１５、ｎ電極１６の平面形状はこれに限るものではなく、面方向の電流拡散性を向上させるためにＬ字型、コの字型、櫛歯型などの配線形状の延伸電極をｐパッド電極１５やｎ電極１６に連続して設けてもよい。たとえば図３は、ｐパッド電極１５にコの字型の延伸電極１９を設けた例である。延伸電極を設ける場合、延伸電極の材料は、ｐパッド電極１５、ｎ電極１６と同じＮｉ／Ａｕ／Ａｌでもよいし、異なる材料であってもよい。透明電極１４上にＮｉ／Ａｕ／Ａｌからなる延伸電極を設ければ、透明電極１４の延伸電極直下に位置する領域にも領域１７を形成することが可能である。
【００３８】
次に、III 族窒化物半導体発光素子の製造方法について図４を参照に説明する。
【００３９】
まず、成長基板１０上に、ＭＯＣＶＤ法によってバッファ層、ｎ型層１１、活性層１２、ｐ型層１３を順に積層する（図４（ａ））。原料ガスには、Ｇａ源としてＴＭＧ（トリメチルガリウム）、Ａｌ源としてＴＭＡ（トリメチルアルミニウム）、Ｉｎ源としてＴＭＩ（トリメチルインジウム）、Ｎ源としてアンモニア、ｎ型ドーパントであるＳｉ源としてシラン、ｐ型ドーパントであるＭｇ源としてＣｐ2 Ｍｇ（ビスシクロペンタジエニルマグネシウム）、を用いる。
【００４０】
次に、蒸着法によってｐ型層１３上に透明電極１４を形成する。そして、ｎ電極１６を形成する領域以外にマスクを形成し、ｎ型層１１が露出するまでドライエッチングし、マスクを除去する（図４（ｂ））。なお、ドライエッチングによりｎ型層１１を露出させた後に透明電極１４を形成してもよい。
【００４１】
次に、リフトオフ法を用いて、透明電極１４上の所定の領域にＮｉ／Ａｕ／Ａｌからなるｐパッド電極１５と、ｎ型層１１上の所定の領域に同じくＮｉ／Ａｕ／Ａｌからなるｎ電極１６とを同時に形成する（図４（ｃ））。これにより、ｐパッド電極１５は良好なコンタクトを取ることができる。
【００４２】
次に、減圧酸素雰囲気下で５７０℃、５分間、熱処理を行う。これにより、透明電極１４のｐパッド電極１５直下に位置する領域に領域１７を形成し、領域１７以外の透明電極１４の領域を低抵抗化し、ｐパッド電極１５、ｎ電極１６を合金化してコンタクト抵抗を低減する（図４（ｄ））。
【００４３】
なお、熱処理温度は上記温度に限らず、５００〜６５０℃の範囲で行えばよい。５００℃より低い熱処理温度では、領域１７が形成されず望ましくなく、６５０℃より高い熱処理温度では、ｐパッド電極１５、ｎ電極１６のＮｉが拡散して透明電極１４またはｎ型層１１との密着性が低くなり、ｐパッド電極１５、ｎ電極１６が剥がれてしまうおそれがあるため望ましくない。より望ましいのは、５５０〜６００℃で熱処理を行うことである。５００〜５５０℃の熱処理では、ｐパッド電極１５直下にも少量の電流が流れるため、活性層１２のｐパッド電極１５下方に位置する領域１２ａも多少発光するが、５５０℃以上では領域１７のコンタクト抵抗がさらに高抵抗となり、領域１２ａが発光しないようにすることができる。
【００４４】
また、熱処理時間は、１〜６０分間とするのがよい。１分間よりも短いと、領域１７が得られない場合があり、安定した効果が得られず望ましくなく、６０分間よりも長いと、量産に向かず、高温での熱処理と同様にｐパッド電極１５、ｎ電極１６が剥がるなどの不具合が発生する可能性があり望ましくない。
【００４５】
また、必ずしも酸素雰囲気下で行う必要はなく、酸素を含まない雰囲気下で熱処理を行ってもよい。
【００４６】
その後、ｐパッド電極１５上の一部領域とｎ電極１６の一部領域を除いて保護膜１８を形成することによって図１に示すIII 族窒化物半導体発光素子が製造される。
【００４７】
この製造方法では、ｐパッド電極１５とｎ電極１６を同時に形成しているため製造工程が簡略化されており、ｐパッド電極１５とｎ電極１６の材料としてＮｉ／Ａｕ／Ａｌを用いているため、熱処理によってＩＴＯからなる透明電極１４、およびｎ型層１１の双方に良好なコンタクトをとることができる。また、ｐパッド電極１５とｎ電極１６の合金化の熱処理によって領域１７を形成することができるため、製造工程を増やすことなく活性層１２のｐパッド電極１５下方に位置する領域１２ａを発光しないようにすることができ、発光効率を向上させることができる。
【００４８】
図５は、ｐパッド電極１５とｎ電極１６の形成後の熱処理温度を変えてIII 族窒化物半導体発光素子を作製し、２０ｍＡで駆動させた場合の発光パターンを成長基板１０裏面側（図２に示した側とは反対側の面）から撮影した写真である。図５（ａ）は熱処理を行わなかった場合、図５（ｂ）は３００℃での熱処理、図５（ｃ）は５００℃での熱処理、図５（ｄ）は５７０℃での熱処理である。図５（ａ）、（ｂ）では、ｎ電極１６形成のためにエッチングされた領域を除いてほぼ全面が発光しているのに対し、図５（ｃ）ではｐパッド電極１５が形成されている領域の発光がやや弱くなり、図５（ｄ）ではｐパッド電極１５が形成されている領域がほぼ発光していないことがわかる。
【００４９】
ＩＴＯからなる透明電極１４上にＮｉ／Ａｕからなるｐパッド電極１５を形成して熱処理を行うことにより、ｐパッド電極１５直下に他の透明電極１４の領域よりもコンタクト抵抗の高い領域１７が形成されるのは、Ｎｉが酸素を取り込みやすく、酸化されやすいためであると考えられる。熱処理によってＮｉがｐパッド電極１５直下の透明電極１４の酸素を取り込み、もとの透明電極１４とは異なる組成の領域１７を形成する。そしてこの組成の違いにより、他の透明電極１４の領域よりもコンタクト抵抗が高い特性を示すようになる。また、熱処理によってＮｉが酸化されて透明電極１４とｐパッド電極１５の界面に酸化ニッケルが生じ、高抵抗化するのも原因の１つと考えられる。
【００５０】
したがって、ｐパッド電極１５の材料として、酸化されやすい金属元素を含む材料を用いれば、ｐパッド電極１５としてＮｉ／Ａｕを用いた場合と同様に、ｐパッド電極１５直下にコンタクト抵抗の高い領域１７を形成することができるものと考えられる。
【実施例２】
【００５１】
図６は、実施例２のフェイスアップ型のIII 族窒化物半導体発光素子の構造について示した断面図である。サファイアからなる成長基板１０表面上に、バッファ層を介してIII 族窒化物半導体からなるｎ型層１１、ｐ型層１３が積層され、ｐ型層１３上にＩＣＯ（セリウムドープの酸化インジウム）からなる透明電極２４、透明電極２４上にｐパッド電極１５が形成され、ｐ型層１３の一部が四角形にエッチングされて露出したｎ型層１１上にｎ電極１６が形成された構造である。なお、実施例１のIII 族窒化物半導体発光素子と同一構成の部分には同一の符号を付している。また、ｐパッド電極１５直下の透明電極２４の領域は、ｐ型層１３とのコンタクト抵抗が他の透明電極２４の領域とｐ型層１３とのコンタクト抵抗よりも高い領域２７となっている。
【００５２】
また図７は、実施例２のIII 族窒化物半導体発光素子を成長基板１０表面側から見た平面図である。図７のように、ｐパッド電極１５とｎ電極１６が同一面側に形成されていて、発光素子の平面形状はｐパッド電極１５とｎ電極１６を結ぶ方向が長手方向の長方形である。
【００５３】
領域２７は、実施例１のIII 族窒化物半導体発光素子の領域１７と同様にして形成されたものである。つまり、ｐパッド電極１５直下に位置する透明電極２４の領域が、熱処理によって透明電極２４の他の領域とは異なる組成となったことにより、ｐ型層１３とのコンタクト抵抗が透明電極２４の他の領域より高い特性を示す物質となった領域である。したがって、領域２７の下方に位置する領域は発光せず、発光効率が向上している。
【００５４】
実施例２のIII 族窒化物半導体発光素子は、実施例１のIII 族窒化物半導体発光素子と同様の製造工程によって製造することができ、また同様の効果を得ることができる。すなわち、ｐパッド電極１５およびｎ電極１６の材料であるＮｉ／Ａｕ／Ａｌは、熱処理によってＩＣＯからなる透明電極２４、およびｎ型層１１の双方に良好なコンタクトをとることができるので、ｐパッド電極１５とｎ電極１６を同時に形成することができる。また、この熱処理によって領域２７を形成することができるので、製造工程を増やすことなく発光効率を向上させることができる。
【００５５】
図８は、ｐパッド電極１５とｎ電極１６の形成後の熱処理を行う前と行った後について、実施例２のIII 族窒化物半導体発光素子を１ｍＡで駆動させた場合の発光パターンを成長基板１０裏面側（図７に示した側とは反対側の面）から撮影した写真である。熱処理温度は５７０℃とした。図８（ａ）、（ｂ）は、透明電極２４のセリウムの割合を５ｗｔ％とした場合で、図８（ａ）は熱処理前、図８（ｂ）は熱処理後である。図８（ｃ）、（ｄ）は、透明電極２４のセリウムの割合を１０ｗｔ％とした場合で、図８（ｃ）は熱処理前、図８（ｄ）は熱処理後である。図８（ｅ）、（ｆ）は、透明電極２４のセリウムの割合を２０ｗｔ％とした場合で、図８（ｅ）は熱処理前、図８（ｆ）は熱処理後である。また、比較のため、ＩＣＯからなる透明電極２４に替えてＩＴＯを用いた場合についても、熱処理前（図８（ｇ））と熱処理後（図８（ｈ））の発光パターンを示している。
【００５６】
このように、熱処理前にはｎ電極１１が形成された領域を除いてほぼ全面が発光しているのに対し、熱処理後にはｐパッド電極１５が形成された領域がほぼ発光していないことがわかる。また、セリウムの割合を変化させても熱処理後の発光パターンに大きな変化はなく、ＩＴＯを用いた場合の熱処理後の発光パターンと比較しても大きな違いはないことから、透明電極として酸化インジウム系の材料を用いれば、熱処理後の発光パターンとして同様のものが得られると考えられる。さらに、高コンタクト抵抗な領域１７、２７が形成されるのは、上述のように酸素とｐパッド電極１５の材料とが反応して透明電極の組成が変化するためと考えられるため、透明電極の材料として透光性と導電性とを備えた酸化物を用いれば、やはりｐパッド電極１５が形成された領域が発光しないパターンを得られるものと推察される。
【００５７】
なお、実施例１、２ではｐパッド電極とｎ電極を同時に形成しているが、ｐパッド電極とｎ電極とを異なる材料として同時に形成しない場合であっても、ｐパッド電極の材料としてＮｉ／Ａｕを用い、５００〜６５０℃で熱処理を行えば、実施例と同様に透明電極のｐパッド電極直下に位置する領域を高コンタクト抵抗化することができる。ｎ電極としてＮｉ／Ａｕ以外の材料を用いる場合は、たとえばＶ／Ａｌなどを用いることができる。
【００５８】
また、実施例１、２ではｐパッド電極１５の材料としてＮｉ／Ａｕを用いているが、Ｔｉ／ＡｕなどのＴｉを含む材料を用いた場合にも、熱処理によって、透明電極のｐパッド電極直下に位置する領域を他の透明電極の領域よりもコンタクト抵抗の高い領域とすることができる。ただし、Ｔｉ／Ａｕは熱処理を行ってもｎ型層１３と良好なコンタクトをとることができないため、ｎ電極にはＴｉ／Ａｕ以外の材料を用いて、ｐパッド電極１５とｎ電極とをそれぞれ別に形成する必要がある。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明のIII 族窒化物半導体発光素子は、表示装置や照明装置の光源として用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】実施例１のIII 族窒化物半導体発光素子の構造を示した断面図。
【図２】実施例１のIII 族窒化物半導体発光素子の構造を示した平面図。
【図３】ｐパッド電極に延伸電極を設けた例を示した平面図。
【図４】実施例１のIII 族窒化物半導体発光素子の製造工程を示した図。
【図５】実施例１のIII 族窒化物半導体発光素子の発光パターンについて示した写真。
【図６】実施例２のIII 族窒化物半導体発光素子の構造を示した断面図。
【図７】実施例２のIII 族窒化物半導体発光素子の構造を示した平面図。
【図８】実施例２のIII 族窒化物半導体発光素子の発光パターンについて示した写真。
【符号の説明】
【００６１】
１０：成長基板
１１：ｎ型層
１２：活性層
１３：ｐ型層
１４、２４：透明電極
１５：ｐパッド電極
１６：ｎ電極
１７、２７：領域
１８：保護膜
【図１】
2010080542.tif 000003
【図２】
2010080542.tif 000004
【図３】
2010080542.tif 000005
【図４】
2010080542.tif 000006
【図６】
2010080542.tif 000007
【図７】
2010080542.tif 000008
【図５】
2010080542.tif 000009
【図８】
2010080542.tif 000010