(57)【要約】【課題】ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層と良好なオーミック接触を得ることができ、且つ、加熱による特性劣化に耐性を有する負極を備えた窒化ガリウム系化合物半導体発光素子を提供すること。【解決手段】基板上に窒化ガリウム系化合物半導体からなるｎ型半導体層、発光層およびｐ型半導体層をこの順序で含み、負極および正極がそれぞれｎ型半導体層およびｐ型半導体層に設けられている発光素子において、該負極が少なくともｎ型半導体層と接するコンタクトメタル層およびボンディングパッド層を含み、該コンタクトメタル層がＣｒ−Ａｌ合金であることを特徴とする窒化ガリウム系化合物半導体発光素子。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に窒化ガリウム系化合物半導体からなるｎ型半導体層、発光層およびｐ型半導体層をこの順序で含み、負極および正極がそれぞれｎ型半導体層およびｐ型半導体層に設けられている発光素子において、該負極が少なくともｎ型半導体層と接するコンタクトメタル層およびボンディングパッド層を含み、該コンタクトメタル層が、Ｃｒの比率が２０〜８０質量％のＣｒ−Ａｌ合金であり、ボンディングパッド層上にＡｕ−Ｓｎ合金からなる層が設けられていることを特徴とする窒化ガリウム系化合物半導体発光素子。
【請求項２】
Ｃｒ−Ａｌ合金中のＣｒの比率が４０〜６０質量％であることを特徴とする請求項１に記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子。
【請求項３】
コンタクトメタル層の厚さが１〜５００ｎｍであることを特徴とする請求項１または２に記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子。
【請求項４】
コンタクトメタル層の厚さが１０ｎｍ以上であることを特徴とする請求項３に記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子。
【請求項５】
ボンディングパッド層がＡｕ、Ａｌ、ＮｉおよびＣｕからなる群から選ばれた金属または該金属を含んだ合金であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子。
【請求項６】
ボンディングパッド層の厚さが１００〜１０００ｎｍであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子。
【請求項７】
ボンディングパッド層の厚さが２００〜５００ｎｍであることを特徴とする請求項６に記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子。
【請求項８】
Ａｕ−Ｓｎ合金層の厚さが２００ｎｍ以上であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子。
【請求項９】
コンタクトメタル層とボンディングパッド層の間にＴｉからなる接着層が設けられていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子。
【請求項１０】
接着層の厚さが１〜１００ｎｍであることを特徴とする請求項９に記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子。
【請求項１１】
接着層の厚さが１０ｎｍ以上であることを特徴とする請求項１０に記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子。
【請求項１２】
コンタクトメタル層とボンディングパッド層の間にバリア層が設けられていることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子。
【請求項１３】
ボンディングパッド層とＡｕ−Ｓｎ合金層の間にバリア層が設けられていることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子。
【請求項１４】
バリア層がＴｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｒｕ、ＲｈおよびＰｄからなる群から選ばれた金属または該金属を含んだ合金であることを特徴とする請求項１２または１３に記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子。
【請求項１５】
バリア層がＴｉ、Ｔａ、ＷおよびＰｔからなる群から選ばれた金属または該金属を含んだ合金であることを特徴とする請求項１４に記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子。
【請求項１６】
バリア層の厚さが１０〜５００ｎｍであることを特徴とする請求項１２〜１５のいずれか一項に記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子。
【請求項１７】
バリア層の厚さが５０〜３００ｎｍであることを特徴とする請求項１６に記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子。
【請求項１８】
窒化ガリウム系化合物半導体発光素子がフリップチップ型であることを特徴とする請求項１〜１７のいずれか一項に記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子。
【請求項１９】
窒化ガリウム系化合物半導体素子用の負極であって、少なくともｎ型半導体層と接するコンタクトメタル層およびボンディングパッド層を含み、該コンタクトメタル層がＣｒ−Ａｌ合金であることを特徴とする窒化ガリウム系化合物半導体発光素子用の負極。
【請求項２０】
窒化ガリウム系化合物半導体発光素子がフリップチップ型であることを特徴とする請求項１９に記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子用の負極。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は窒化ガリウム系化合物半導体発光素子に関し、特に優れた特性および生産性を有する負極を具備したフリップチップ型窒化ガリウム系化合物半導体発光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＡｌxＧａyＩｎ1-x-yＮ（０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦１，ｘ＋ｙ≦１）で表わされる窒化ガリウム系化合物半導体が紫外光領域から青色あるいは緑色発光ダイオード（ＬＥＤ）の材料として注目されている。このような材料の化合物半導体を使うことによって、これまで困難であった発光強度の高い紫外光、青色、緑色等の発光が可能となった。このような窒化ガリウム系化合物半導体は、一般に絶縁性基板であるサファイア基板上に成長させるため、ＧａＡｓ系の発光素子のように基板の裏面に電極を設けることができない。このため結晶成長した半導体層側に負極と正極の両方を形成することが必要である。
【０００３】
特に、窒化ガリウム系化合物半導体を用いた半導体素子の場合は、サファイア基板が発光波長に対して透光性を有するため、電極面を下側にしてマウントし、サファイア基板側から光を取り出す構造のフリップチップ型が注目されている。
【０００４】
図１はこのような型の発光素子の一般的な構造例を示す概略図である。すなわち、発光素子は、基板１にバッファ層２、ｎ型半導体層３、発光層４およびｐ型半導体層５が結晶成長されて、発光層４およびｐ型半導体層５の一部がエッチング除去されてｎ型半導体層３が露出されており、ｐ型半導体層５上に正極１０、ｎ型半導体層３上に負極２０が形成されている。このような発光素子は、例えばリードフレームに電極形成面を向けて装着され、次いでボンディングされる。
【０００５】
従って、フリップチップ型発光素子の場合、装着時に負極に数百℃の加熱がかかる。このため、フリップチップ型発光素子の負極は加熱による特性の劣化を抑制できることが要求される。
【０００６】
窒化ガリウム系化合物半導体と良好なオーミック接触を得る負極として、Ａｕ、Ｐｔ、Ｍｏ、Ｔｉ、ＩｎおよびＧａから選択された少なくとも一種の金属とＣｒとの合金をｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層に蒸着した負極が知られている（例えば特許文献１参照）。しかし、この負極は加熱によって特性劣化を来たす。また、ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層の上に、Ｖ、Ｎｂ、ＺｒおよびＣｒよりなる群から選ばれる少なくとも一種の金属またはこの金属を含む合金からなる下地層と該下地層上の他の金属からなる主電極層を蒸着により形成し、熱処理した負極が知られている（例えば特許文献２参照）。しかし、この方法では電極形成後に熱処理工程を必要とし、生産性に劣る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平６−２７５８６８号公報
【特許文献２】特開平１０−１１２５５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層と良好なオーミック接触を得ることができ、且つ、加熱による特性劣化に耐性を有する生産性に優れた負極を提供することである。また、このような負極を具備する窒化ガリウム系化合物半導体発光素子を提供することも本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は下記の発明を提供する。
（１）基板上に窒化ガリウム系化合物半導体からなるｎ型半導体層、発光層およびｐ型半導体層をこの順序で含み、負極および正極がそれぞれｎ型半導体層およびｐ型半導体層に設けられている発光素子において、該負極が少なくともｎ型半導体層と接するコンタクトメタル層およびボンディングパッド層を含み、該コンタクトメタル層がＣｒ−Ａｌ合金であることを特徴とする窒化ガリウム系化合物半導体発光素子。
【００１０】
（２）Ｃｒ−Ａｌ合金中のＣｒの比率が１０〜９０質量％であることを特徴とする上記１項に記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子。
【００１１】
（３）Ｃｒ−Ａｌ合金中のＣｒの比率が２０〜８０質量％であることを特徴とする上記２項に記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子。
【００１２】
（４）Ｃｒ−Ａｌ合金中のＣｒの比率が４０〜６０質量％であることを特徴とする上記３項に記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子。
【００１３】
（５）コンタクトメタル層の厚さが１〜５００ｎｍであることを特徴とする上記１〜４項のいずれか一項に記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子。
【００１４】
（６）コンタクトメタル層の厚さが１０ｎｍ以上であることを特徴とする上記５項に記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子。
【００１５】
（７）ボンディングパッド層がＡｕ、Ａｌ、ＮｉおよびＣｕからなる群から選ばれた金属または該金属を含んだ合金であることを特徴とする上記１〜６項のいずれか一項に記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子。
【００１６】
（８）ボンディングパッド層の厚さが１００〜１０００ｎｍであることを特徴とする上記１〜７項のいずれか一項に記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子。
【００１７】
（９）ボンディングパッド層の厚さが２００〜５００ｎｍであることを特徴とする上記８項に記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子。
【００１８】
（１０）ボンディングパッド層上にＡｕ−Ｓｎ合金からなる層が設けられていることを特徴とする上記１〜９項のいずれか一項に記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子。
【００１９】
（１１）Ａｕ−Ｓｎ合金層の厚さが２００ｎｍ以上であることを特徴とする上記１０項に記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子。
【００２０】
（１２）ボンディングパッド層上に鉛フリーはんだ層が設けられていることを特徴とする上記１〜９項のいずれか一項に記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子。
【００２１】
（１３）鉛フリーはんだ層の厚さが２００ｎｍ以上であることを特徴とする上記１２項に記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子。
【００２２】
（１４）コンタクトメタル層とボンディングパッド層の間にＴｉからなる接着層が設けられていることを特徴とする上記１〜１３項のいずれか一項に記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子。
【００２３】
（１５）接着層の厚さが１〜１００ｎｍであることを特徴とする上記１４項に記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子。
【００２４】
（１６）接着層の厚さが１０ｎｍ以上であることを特徴とする上記１５項に記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子。
【００２５】
（１７）コンタクトメタル層とボンディングパッド層の間にバリア層が設けられていることを特徴とする上記１〜１３項のいずれか一項に記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子。
【００２６】
（１８）ボンディングパッド層とＡｕ−Ｓｎ合金層もしくは鉛フリーはんだ層との間にバリア層が設けられていることを特徴とする上記１０〜１６項のいずれか一項に記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子。
【００２７】
（１９）バリア層がＴｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｒｕ、ＲｈおよびＰｄからなる群から選ばれた金属または該金属を含んだ合金であることを特徴とする上記１７または１８項に記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子。
【００２８】
（２０）バリア層がＴｉ、Ｔａ、ＷおよびＰｔからなる群から選ばれた金属または該金属を含んだ合金であることを特徴とする上記１９項に記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子。
【００２９】
（２１）バリア層の厚さが１０〜５００ｎｍであることを特徴とする上記１７〜２０項のいずれか一項に記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子。
【００３０】
（２２）バリア層の厚さが５０〜３００ｎｍであることを特徴とする上記２１項に記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子。
【００３１】
（２３）窒化ガリウム系化合物半導体発光素子がフリップチップ型であることを特徴とする上記１〜２２項のいずれか一項に記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子。
【００３２】
（２４）窒化ガリウム系化合物半導体素子用の負極であって、少なくともｎ型半導体層と接するコンタクトメタル層およびボンディングパッド層を含み、該コンタクトメタル層がＣｒ−Ａｌ合金であることを特徴とする窒化ガリウム系化合物半導体発光素子用の負極。
【００３３】
（２５）窒化ガリウム系化合物半導体発光素子がフリップチップ型であることを特徴とする上記２４項に記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子用の負極。
【発明の効果】
【００３４】
Ｃｒ−Ａｌ合金をコンタクトメタル層とする本発明の負極は、ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層と良好なオーミック接触を得ることができ、且つ、加熱により特性劣化を引き起こすことがない。また、本発明の負極とｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層との良好なオーミック接触はアニーリング処理なしに達成されるので、本発明の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子は生産性に優れる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】従来のフリップチップ型化合物半導体発光素子の一般的な構造を示す概略図である。
【図２】本発明のフリップチップ型窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の一例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
本発明における基板上に積層される窒化ガリウム系化合物半導体としては、図１に示したような、基板１にバッファ層２、ｎ型半導体層３、発光層４およびｐ型半導体層５が結晶成長されているものなら何ら制限無く用いることができる。基板にはサファイアおよびＳｉＣ等従来公知のものが何ら制限なく用いられ、窒化ガリウム系化合物半導体には一般式ＡｌxＧａyＩｎ1-x-yＮ（０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦１，ｘ＋ｙ≦１）で表わされる窒化ガリウム系化合物半導体が何ら制限なく用いられる。
【００３７】
その一例を説明すると、図２に示したような、サファイア基板１上にＡｌＮ層からなるバッファ層２を積層し、その上にｎ型ＧａＮ層からなるコンタクト層３ａ、ｎ型ＧａＮ層からなる下部クラッド層３ｂ、ＩｎＧａＮ層からなる発光層４、ｐ型ＡｌＧａＮ層からなる上部クラッド層５ｂ、およびｐ型ＧａＮ層からなるコンタクト層５ａを順次積層したものを用いることができる。コンタクト層５ａ上に設ける正極１０は、例えばＡｌのような従来公知の組成および構造の正極を何ら制限なく用いることができる。
【００３８】
このような窒化ガリウム系化合物半導体のコンタクト層５ａ、上部クラッド層５ｂ、発光層４、および下部クラッド層３ｂの一部をエッチングにより除去してコンタクト層３ａ上に負極２０を設ける。負極２０は、コンタクトメタル層２１、接着層２２およびボンディングパッド層２３から構成されている。
【００３９】
本発明において、負極は少なくともｎ型半導体層とオーミック接触を形成するコンタクトメタル層および回路基板またはリードフレーム等と電気接続するためのボンディングパッド層を含み、コンタクトメタル層がＣｒ−Ａｌ合金からなることを特徴とする。コンタクトメタル層にＣｒ−Ａｌ合金を用いることによって、加熱による特性の劣化を抑制できる。さらに低接触抵抗と生産性を同時に満たす負極が得られる。
【００４０】
コンタクトメタル層の厚さは１ｎｍ以上が好ましい。とくに５ｎｍ以上とすると低抵抗が得られるため望ましい。さらに１０ｎｍ以上とすると安定した低抵抗が得られるため、より望ましい。厚すぎても生産性が悪化するので、５００ｎｍ以下が好ましい。さらに好ましくは２００ｎｍ以下である。
【００４１】
Ｃｒ−Ａｌ合金のＣｒ含有率は１０〜９０質量％が好ましい。特に発光素子の加熱による特性劣化を抑制するためにはＣｒの含有率は２０〜８０質量％が好ましい。さらに安定的に特性劣化を抑制するためには４０〜６０質量％が好ましい。また、Ａｌの含有率は、９０〜１０質量％が好ましく、さらに好ましくは８０〜２０質量％であり、特に好ましくは６０〜４０質量％である。さらに、１０質量％以下程度の少量であれば、ＣｒおよびＡｌ以外の他の金属を含有していてもよい。含有させる他の金属としては、例えばＶ、Ｎｂ、ＭｏおよびＷ等がある。また、Ｃｒは３００℃の熱印加により反射率が向上するためＣｒの含有率は高い方が望ましい。
【００４２】
コンタクトメタル層とｎ型ＧａＮ半導体層との接触抵抗が良好であるためにはｎ型ＧａＮ半導体層表面の自然酸化膜の除去状況が大きく影響する。ＧａＮ半導体層の表面は大気中で酸化され自然酸化膜が形成される。一旦エッチング等により酸化膜を除去したとしても電極形成までの間に大気に暴露されれば再び表面が酸化される。ＧａＮが酸化された膜は絶縁体であるので、ＧａＮ表面全体が酸化膜で覆われていれば電極／ＧａＮ界面の接触抵抗が高くなる。従って、コンタクトメタル層を形成する前にｎ型半導体層表面の酸化膜を除去しておくことは重要である。
【００４３】
ボンディングパッド層はＡｕ、Ａｌ、ＮｉおよびＣｕからなる群から選ばれた金属または該金属を含んだ合金で形成することが、バンプとの密着性が良いので好ましい。ボンディングパッドの厚さは１００〜１０００ｎｍが生産性に優れるので好ましい。さらに好ましくは２００〜８００ｎｍである。特に好ましくは２００〜５００ｎｍである。
【００４４】
コンタクトメタル層とボンディングパッド層との間に両層の接着性を改良するために、Ｔｉからなる接着層を介在させることが好ましい。接着層を設ける場合、厚さは１〜１００ｎｍが好ましい。１ｎｍ未満では十分な接着効果が得られない。１００ｎｍを超えると発光素子を加熱した場合にＴｉ膜が酸化され、電気特性が悪化する恐れがある。５ｎｍ以上とすると安定した接着効果が得られるので、さらに好ましい。特に好ましくは１０ｎｍ以上である。
【００４５】
ボンディングパッド層上にＡｕ−Ｓｎ合金層または鉛フリーはんだ層を設けることができる。Ａｕ−Ｓｎ合金層または鉛フリーはんだ層は、発光素子をサブマウントに装着する際の接着層としての役割を果たすために、２００ｎｍ以上の厚さであることが望ましい。また、生産性の観点から５μｍ以下の厚さであることが好ましい。
【００４６】
Ａｕ−Ｓｎ合金層または鉛フリーはんだ層を設けた場合でも、発光素子の実装時に３００〜４００℃の熱が数分以上かかる。このときの熱によってコンタクトメタル層中のＣｒがボンディングパッド層、Ａｕ−Ｓｎ合金層または鉛フリーはんだ層に拡散する恐れがある。よって、Ｃｒの拡散を防止するためにバリア層をコンタクトメタル層およびボンディングパッド層間またはボンディングパッド層およびＡｕ−Ｓｎ合金層（または鉛フリーはんだ層）間に設けることが好ましい。
【００４７】
バリア層はＴｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｒｕ、ＲｈおよびＰｄからなる群から選ばれた金属または該金属を含んだ合金であることが望ましい。とくに、Ｔｉ、Ｔａ、Ｗ、Ｐｔが望ましい。バリア層の厚さは薄すぎると均一な単膜にならないので１０ｎｍ以上が望ましく、生産性の観点からは５００ｎｍ以下が望ましい。さらに好ましくは５０〜３００ｎｍである。
上述のＴｉからなる接着層を設けた場合には、この接着層がバリア層を兼ねる。
【００４８】
負極を構成する上述のコンタクトメタル層、ボンディングパッド層、接着層およびバリア層の各層の形成方法は、スパッタリング法および蒸着法等、従来公知の方法を何ら制限なく用いることができる。これらの各層を全て同じ方法で形成してもよいし、それぞれ異なった方法で形成してもよい。しかし、これらの各層を同じ方法で形成することが、工程が簡略され好ましい。また、Ａｕ−Ｓｎ合金層または鉛フリーはんだ層の形成方法も、蒸着法、メッキ法およびペーストを用いた塗布法等従来公知の方法を何ら制限なく用いることができる。
【００４９】
また、本発明の発光素子に必要に応じて蛍光剤を有するカバーを設けて、ランプにすることができる。
【実施例】
【００５０】
以下に、実施例および比較例により本発明をさらに詳細に説明する。表１に本実施例および比較例で用いた負極材料および負極成膜直後と加熱テスト後の評価結果を示した。しかし、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
【００５１】
図２は本実施例で製造した窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の概略図である。
用いた窒化ガリウム系化合物半導体は、サファイア基板１上にＡｌＮ層からなるバッファ層２を積層し、その上にｎ型ＧａＮ層からなるコンタクト層３ａ、ｎ型ＧａＮ層からなる下部クラッド層３ｂ、ＩｎＧａＮ層からなる発光層４、ｐ型ＡｌＧａＮ層からなる上部クラッド層５ｂ、およびｐ型ＧａＮ層からなるコンタクト層５ａを順次積層したものである。コンタクト層３ａはＳｉを７×１０18／ｃｍ3ドープしたｎ型ＧａＮ層であり、下部クラッド層３ｂはＳｉを５×１０18／ｃｍ3ドープしたｎ型ＧａＮ層であり、発光層４の構造は単一量子井戸構造で、ＩｎＧａＮの組成はＩｎ0.95Ｇａ0.05Ｎである。上部クラッド層５ｂはＭｇを１×１０18／ｃｍ3ドープしたｐ型のＡｌＧａＮでその組成はＡｌ0.25Ｇａ0.75Ｎである。コンタクト層５ａはＭｇを５×１０19／ｃｍ3ドープしたｐ型のＧａＮ層である。これらの層の積層は、ＭＯＣＶＤ法により、当該技術分野においてよく知られた通常の条件で行なった。
【００５２】
この窒化ガリウム系化合物半導体に以下の手順で正極１０および負極２０を設けてフリップチップ型窒化ガリウム系化合物半導体発光素子を作製した。
【００５３】
まず、コンタクト層５ａ表面の酸化膜を除去する目的で沸騰した濃ＨＣｌ中でこの窒化ガリウム系化合物半導体素子を１０分間処理した。
【００５４】
次いで、正極１０としてＡｌをコンタクト層５ａ上に形成した。形成手順は以下の通りである。レジストを全面に一様に塗布した後、公知のリソグラフィー技術により正極形成領域のレジストを除去した。バッファードフッ酸（ＢＨＦ）に室温で１分間浸漬した後、真空蒸着装置で正極を成膜した。基板を真空蒸着装置内にセットして、圧力４×１０-4Ｐａ以下でＡｌをエレクトロンビーム法により膜厚が１００ｎｍとなるように成膜した。
【００５５】
蒸着装置内より取り出した後、リフトオフ技術を用いて正極領域以外の金属膜をレジストと共に除去した。
【００５６】
次に、負極をコンタクト層３ａ上に形成した。形成手順は以下のとおりである。
まず、エッチングマスクを正極１０上に形成した。形成手順は以下の通りである。レジストを全面に一様に塗布した後、公知リソグラフィー技術を用いて、正極領域より一回り大きい領域からレジストを除去した。真空蒸着装置内にセットして、圧力４×１０-4Ｐａ以下でＮｉおよびＴｉをエレクトロンビーム法により膜厚がそれぞれ約５０ｎｍおよび３００ｎｍとなるように積層した。その後リフトオフ技術により、正極領域以外の金属膜をレジストとともに除去した。このエッチングマスクは、正極を反応性イオンドライエッチングのプラズマダメージから保護するための層である。
【００５７】
次いで、コンタクト層３ａを露出させ、その上に負極２０を形成した。形成手順は以下の通りである。反応性イオンドライエッチングにて、コンタクト層３ａが露出するまでエッチングを施した後、ドライエッチング装置より取り出し、上記エッチングマスクを硝酸およびフッ酸により除去した。
【００５８】
次に、レジストを全面に一様に塗布した後、公知リソグラフィー技術を用いて、露出されたコンタクト層３ａ領域からレジストを除去した後、上述した蒸着法によりＣｒ20Ａｌ80からなるコンタクトメタル層２１、Ｔｉからなる接着層２２およびＡｕからなるボンディングパッド層２３をそれぞれ１００ｎｍ、２０ｎｍおよび３００ｎｍの厚さで形成した。その後、負極部以外の金属膜をレジストと共に除去して、本発明の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子を作製した。
【００５９】
さらに、表１に示した材料のコンタクトメタル層、接着層およびボンディングパッド層を用いて上記と同様に窒化ガリウム系化合物半導体発光素子を作製した。得られた発光素子の接触比抵抗を円形ＴＬＭ法により測定し、その結果を表１に併せて示した。
【００６０】
【表１】
2011049609.tif 000003
【００６１】
なお、加熱テストはＲＴＡ炉により、大気中で３００℃、１分間加熱した。
コンタクトメタル層にＣｒ−Ａｌ合金を用いると、加熱テスト後もオーミック特性が得られ、抵抗値も悪化しない。Ｃｒの比率が２０％となってもこの特性が維持される。しかし、コンタクトメタル層としてＣｒを用いると、成膜後ではオーミック特性が得られるが、加熱テスト後ではショットキーとなり、抵抗値の著しい悪化が見られる。また、コンタクトメタル層としてＡｌを用いると、加熱テスト後もオーミック特性が得られるが、抵抗値は悪化する。ＣｒとＡｌ以外の金属との合金、例えばＴｉおよびＶとの合金では成膜後にオーミック特性が得られるが、加熱テスト後はショットキーとなり、抵抗値の著しい悪化が見られる。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明によって提供されるフリップチップ型窒化ガリウム系化合物半導体発光素子は、発光ダイオードおよびランプ等の材料として有用である。
【符号の説明】
【００６３】
１    基板
２    バッファ層
３    ｎ型半導体層
４    発光層
５    ｐ型半導体層
１０    正極
２０    負極
２１    コンタクトメタル層
２２    接着層
２３    ボンディングパッド層
【図１】
2011049609.tif 000004
【図２】
2011049609.tif 000005