(57)【要約】【課題】電流分散層として金属酸化物の透明導電膜を用いた構造のＬＥＤにおいて、透明導電膜上に形成したパッド電極の剥がれの問題を解決できる電極構造を提供すること。【解決手段】半導体基板１上に発光部１１となるｐｎ接合のシングルヘテロ構造またはダブルヘテロ構造を形成し、その上に電流分散層として金属酸化物からなる透明導電膜７を形成し、その表面側と裏面側に通電のための金属電極８、９を形成した発光ダイオードにおいて、金属酸化膜上の表面側電極が重層構造から成り、その最下層８ａがＡｌ、Ｉｎ又はＴｉ、最上層８ｂがＡｕである構造とする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板上に発光部となるｐｎ接合のシングルヘテロ構造またはダブルヘテロ構造を形成し、その上に電流分散層として金属酸化物からなる透明導電膜を形成し、その表面側と裏面側に通電のための金属電極を形成した発光ダイオードにおいて、
透明導電膜上の表面側電極が重層構造から成り、その最下層がＡｌ、最上層がＡｕであることを特徴とする発光ダイオード。
【請求項２】
半導体基板上に発光部となるｐｎ接合のシングルヘテロ構造またはダブルヘテロ構造を形成し、その上に電流分散層として金属酸化物からなる透明導電膜を形成し、その表面側と裏面側に通電のための金属電極を形成した発光ダイオードにおいて、
透明導電膜上の表面側電極が重層構造から成り、その最下層がＩｎ、最上層がＡｕであることを特徴とする発光ダイオード。
【請求項３】
半導体基板上に発光部となるｐｎ接合のシングルヘテロ構造またはダブルヘテロ構造を形成し、その上に電流分散層として金属酸化物からなる透明導電膜を形成し、その表面側と裏面側に通電のための金属電極を形成した発光ダイオードにおいて、
透明導電膜上の表面側電極が重層構造から成り、その最下層がＴｉ、最上層がＡｕであることを特徴とする発光ダイオード。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の発光ダイオードにおいて、
上記最下層と最上層との間に、ＡｕＺｎ、ＡｕＢｅ又はＡｕＧｅのいずれかとＮｉとの重層構造からなる中間層を設けたことを特徴とする発光ダイオード。
【請求項５】
半導体基板上に発光部となるｐｎ接合のシングルヘテロ構造またはダブルヘテロ構造を形成し、その上に電流分散層として金属酸化物からなる透明導電膜を形成し、その表面側と裏面側に通電のための金属電極を形成した発光ダイオードにおいて、
透明導電膜上の表面側電極が重層構造から成り、その最下層がＮｉ、最上層がＡｕからなり、両者の間の中間層がＡｕＺｎ、ＡｕＢｅ又はＡｕＧｅのいずれかとＮｉとの重層構造からなることを特徴とする発光ダイオード。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電流分散層として金属酸化物の透明導電膜を用いた構造の発光ダイオード、特にその透明導電膜上のパッド電極の剥がれを防止する技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ：ＬＥＤ）はＧａＰの緑色、ＡｌＧａＡｓの赤色がほとんどであった。しかし、最近ＧａＮ系やＡｌＧａＩｎＰ系の結晶層を有機金属気相成長法（ＭＯＶＰＥ法）で成長できるようになったことから、橙色、黄色、緑色、青色の高輝度ＬＥＤが製作できるようになってきた。
【０００３】
ＭＯＶＰＥ法で形成したＬＥＤ用エピタキシャルウェハは、これまでに無かった短波長の発光や、高輝度を示すＬＥＤの製作を可能とした。
【０００４】
従来の高輝度ＬＥＤでは、光の取り出し面中にある表面側電極（パッド電極）で反射されて、その直下での発光が外部に取り出せないことから、発光の取出し方向に在る上部クラッド層の上に電流分散層（ウィンドウ層）を設けて、上部電極から供給された電流を電流分散層中でチップ横方向に広げ、上部電極直下以外の領域での発光割合を高くしている。しかし、高輝度を得るために、電流分散層の膜厚を厚く成長させようとすると、ＬＥＤ用エピタキシャルウェハのコストが高くなることが問題であった。
【０００５】
これらの問題を解決する方法としては、電流分散層としてできるだけ抵抗の低い値が得られる材料を用いる方法がある。例えばＡｌＧａＩｎＰ４元系の場合には、電流分散層としてＧａＰやＡｌＧａＡｓが用いられる。しかし、これらの抵抗率の低い材料を用いてもやはり電流分散を良くするためには、膜厚を８μｍ以上まで厚くする必要がある。
【０００６】
そこで、電流分散層を薄くするために、電流分散層の抵抗率を低くすることが考えられる。移動度を大幅に変えることは困難であることから、キャリア濃度を高くしようと試みられているが、現段階では電流分散層を薄くできるほどキャリア濃度を高くすることはできない。
【０００７】
この解決手段として、半導体の電流分散層の代わりに、酸化インジウム・錫（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ：略称ＩＴＯ）のような金属酸化物から成る透明導電膜を電流分散層に用いる方法が提案されている。この金属酸化物を用いた透明導電膜は、キャリア濃度が非常に高く、薄い膜厚で十分な電流分散を得ることができる。
【０００８】
この透明導電膜は半導体エピタキシャル層の表面に形成され、その上にワイヤボンディング用の金属電極（パッド電極）が形成される。ところが、この時、透明導電膜が金属酸化物である場合、その上に形成した上部電極（パッド電極）が、エッチングやダイシング等のプロセス加工中やワイヤボンディング中に剥がれるという大きな問題があった。
【０００９】
この問題を解決する技術としては、ｎ形酸化亜鉛を含む酸化物窓層（電流分散層）上の電極を重層構造とすることが知られている（例えば、特許文献１参照）。これは、電極の最下層を、遷移金属の金属酸化物を含む層から構成するものであり、具体的には、酸化ニッケル（ＮｉＯ）（最下層）／Ａｕ（最上層）或いは酸化チタン（ＴｉＯ２）／Ａｌ等の重層構造電極とするものである。
【００１０】
この重層電極は、最下層の酸化物層を構成する金属元素であるＮｉ或いはチタン（Ｔｉ）単体膜と最上層をなす金属膜との積層構造、即ち、Ｎｉ／Ａｕ或いはＴｉ／Ａｌ重層構造を基として構成する。電極にオーミック性を付与するための熱処理（アロイング）或いはＬＥＤ製造プロセスにおける加熱処理に伴い、かくの如く構成された単体金属の重層構造電極においては、最下層のＮｉ層或いはＴｉ層が下地の酸化物窓層から侵入する酸素により酸化され、酸化物を含む層となり、結果としてＮｉＯ／Ａｕ或いはＴｉＯ２／Ａｌ重層構造の電極が帰結される。
【００１１】
上記特許文献１には、最上層をＡｕとする重層電極にあって、最下層と最上層との間に、モリブデン（Ｍｏ）またはＰｔからなる層を配備する構成例も開示されている。この様に、高融点金属からなる中間層が挿入された構成とすると、Ａｕ電極層との接合界面近傍の領域に酸素原子が濃縮されるのが避けられ、相互に強固に密着した重層電極がもたらされる利点がある。
【００１２】
【特許文献１】
特開２００１−４４５０３号公報
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１には、表面側電極が二層構造の場合に、Ｎｉ／Ａｕ又はＴｉ／Ａｌの重層構造とする記載はあるが、その他の重層構造の組み合わせについては開示がない。また表面側電極が三層構造の場合でも、Ｔｉ／Ｐｔ（又はＭｏ）／Ａｕの重層構造とする記載はあるが、その他の重層構造の組み合わせについては開示がない。
【００１４】
本発明者等は、表面側電極の他の重層構造及びその層の材料の他の組み合わせにおいても、剥離を有効に防止し得ることを見い出し、本発明に至ったものである。
【００１５】
すなわち、本発明の目的は、エピタキシャルウェハの表面に電流分散層として金属酸化物の透明導電膜を用いた構造のＬＥＤにおいて、透明導電膜上に形成したパッド電極の剥がれの問題を解決することのできる電極構造を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、次のように構成したものである。
【００１７】
請求項１の発明に係る発光ダイオードは、半導体基板上に発光部となるｐｎ接合のシングルヘテロ構造またはダブルヘテロ構造を形成し、その上に電流分散層として金属酸化物からなる透明導電膜を形成し、その表面側と裏面側に通電のための金属電極を形成した発光ダイオードにおいて、透明導電膜上の表面側電極が重層構造から成り、その最下層がＡｌ、最上層がＡｕであることを特徴とする。
【００１８】
これは、透明導電膜上の表面側電極（パッド電極）がＡｌ／Ａｕの重層構造である発光ダイオードである。
【００１９】
請求項２の発明に係る発光ダイオードは、半導体基板上に発光部となるｐｎ接合のシングルヘテロ構造またはダブルヘテロ構造を形成し、その上に電流分散層として金属酸化物からなる透明導電膜を形成し、その表面側と裏面側に通電のための金属電極を形成した発光ダイオードにおいて、透明導電膜上の表面側電極が重層構造から成り、その最下層がＩｎ、最上層がＡｕであることを特徴とする。
【００２０】
これは、透明導電膜の上のパッド電極金属がＩｎ／Ａｕの重層構造である発光ダイオードである。
【００２１】
請求項３の発明に係る発光ダイオードは、半導体基板上に発光部となるｐｎ接合のシングルヘテロ構造またはダブルヘテロ構造を形成し、その上に電流分散層として金属酸化物からなる透明導電膜を形成し、その表面側と裏面側に通電のための金属電極を形成した発光ダイオードにおいて、透明導電膜上の表面側電極が重層構造から成り、その最下層がＴｉ、最上層がＡｕであることを特徴とする。
【００２２】
これは、透明導電膜の上のパッド電極金属がＴｉ／Ａｕの重層構造である発光ダイオードである。
【００２３】
請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の発光ダイオードにおいて、上記最下層と最上層との間に、ＡｕＺｎ、ＡｕＢｅ又はＡｕＧｅのいずれかとＮｉとの重層構造からなる中間層を設けたことを特徴とする。
【００２４】
これは、透明導電膜の上のパッド電極金属が四層の重層構造を持つ発光ダイオードである。
【００２５】
請求項５の発明に係る発光ダイオードは、半導体基板上に発光部となるｐｎ接合のシングルヘテロ構造またはダブルヘテロ構造を形成し、その上に電流分散層として金属酸化物からなる透明導電膜を形成し、その表面側と裏面側に通電のための金属電極を形成した発光ダイオードにおいて、透明導電膜上の表面側電極が重層構造から成り、その最下層がＮｉ、最上層がＡｕからなり、両者の間の中間層がＡｕＺｎ、ＡｕＢｅ又はＡｕＧｅのいずれかとＮｉとの重層構造からなることを特徴とする。
【００２６】
これは、透明導電膜の上のパッド電極金属の最下層がＮｉ、最上層がＡｕという組み合わせではあるが、ＡｕＺｎ、ＡｕＢｅ又はＡｕＧｅのいずれかとＮｉとの重層構造からなる中間層を持つ点で特許文献１のものと異なる。
【００２７】
＜発明の要点＞
上記目的を達するために、本発明では、金属酸化物の透明導電膜の上に形成するための剥がれにくい電極構造として、表面側電極が二層の重層構造を持つ。すなわち、電流分散層として作用する金属酸化物からなる透明導電膜、例えばＩＴＯ膜の表面に、まず最下層としてＡｌ、Ｉｎ又はＴｉを形成し、その上に最上層としてＡｕを積層することにより、電極剥がれの問題を解決した。
【００２８】
透明導電膜は、酸化錫（ＳｎＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）等の酸化物であってよいが、特に酸化インジウム錫（ＩＴＯ）からなるのが好ましい。ＩＴＯの比抵抗は約３×１０−６Ωｍで、ｐ型ＧａＰの比抵抗の約百分の一であるので、透明導電膜をＩＴＯで形成することにより、透明導電膜の厚さを大幅に減少することができる。
【００２９】
表面側電極は、結線が容易であること（良好なボンディング特性）、下部層との低いオーミック接触抵抗が安定して得られること（良好なオーミック特性）及び下部層との密着性が良好であることが要求される。これらを満たすものとして、本発明では表面側電極（パッド電極）を最下層がＡｌ、Ｉｎ又はＴｉ、最上層がＡｕから成る二層の重層構造とする。最下層のＡｌ、Ｉｎ又はＴｉにより強固な密着性を得られるとともに、最上層がＡｕであるためボンディング特性も良好となる。
【００３０】
また、上記最下層（Ａｌ、Ｉｎ又はＴｉ）と最上層（Ａｕ）との間に、ＡｕＺｎ、ＡｕＢｅ又はＡｕＧｅのいずれかとＮｉとの重層構造からなる中間層を設けた形態、又は、最下層のＮｉと最上層のＡｕの間に、ＡｕＺｎ、ＡｕＢｅ又はＡｕＧｅのいずれかとＮｉとの重層構造からなる中間層を設けた形態においても、剥離せず、ボンディング特性も良好な表面側電極が得られる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の実施形態に基づいて説明する。
【００３２】
本発明の一実施形態を説明するための発光ダイオードの構造を図１に示す。この発光ダイオードの構造は、第一導電型基板としてのｎ型ＧａＡｓ基板１上に、第一導電型バッファ層であるｎ型ＧａＡｓバッファ層と、第一導電型クラッド層であるｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層２と、ＡｌＧａＩｎＰ活性層３と、第二導電型クラッド層であるｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層４とから成る発光部１１があり、その上にｐ型ＧａＰ電流分散層（第二導電型電流分散層）５、その上にＡｌＩｎＰ表面半導体層６が、さらにその上に、十分な透光性を有し、且つ電流分散を得られる電気特性を有する透明導電膜として、ＳｎドープＩｎ２Ｏ３（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ：略称ＩＴＯ）から成るＩＴＯ膜７がある。そして、チップの表面側中央つまりＩＴＯ膜（透明導電膜）７の中央には円形のパッド電極（部分電極）から成る表面側電極８が設けられており、またチップの裏面にはｎ側用金属電極から成る基板側電極９が設けられている。
【００３３】
ここまでの構造は従来の透明導電膜を用いた構造の発光ダイオードと同じであり、本実施例の発光ダイオードは、上記構造において、電流分散層として作用する金属酸化物からなる透明導電膜（ＩＴＯ膜７）上に設ける表面側電極８が二層の重層構造を持ち、その最下層８ａがＡｌ、Ｉｎ又はＴｉ、最上層８ｂがＡｕから成ることに特徴がある。
【００３４】
かかる重層構造の表面側電極を持つ本発明の作用効果を確認するため、発光波長６３０ｎｍ付近の赤色発光ダイオード用エピタキシャルウェハの従来例と実施例を作製した。
【００３５】
［従来例］
従来例として、図１に示したエピタキシャル層の積層構造を持つ発光波長６３０ｎｍ付近の赤色発光ダイオード用エピタキシャルウェハであって、表面側電極８の重層構造の材料のみ相違するものを作製した。
【００３６】
ｎ型ＧａＡｓ基板１上に、ＭＯＶＰＥ法で、ｎ型（Ｓｅドープ）ＧａＡｓバッファ層１０、ｎ型（Ｓｅドープ）（Ａｌ０．７Ｇａ０．３）０．５Ｉｎ０．５Ｐクラッド層２、アンドープ（Ａｌ０．１５Ｇａ０．８５）０．５Ｉｎ０．５Ｐ活性層３、ｐ型（亜鉛ドープ）（Ａｌ０．７Ｇａ０．３）０．５Ｉｎ０．５Ｐクラッド層４、ｐ型ＧａＰ電流分散層５を成長させ、その上にＡｌＩｎＰ表面半導体層６をＭＯＶＰＥ成長で成長させた。
【００３７】
このエピタキシャルウェハにＩＴＯ膜７をスパッタ法にて形成した。このエピタキシャルウェハに対し、基板側全面にｎ型電極（基板側電極９）を形成し、またＩＴＯ膜側に直径１３０μｍの円形のパッド電極から成るｐ型電極（表面側電極８）を形成して、ＬＥＤチップとした。
【００３８】
従来例の試料は３種作製した。まず、それらのｎ側電極（基板側電極９）は、真空蒸着法により、ＡｕＧｅ、Ｎｉ、Ａｕをそれぞれ基板側から順に６０ｎｍ、１０ｎｍ、５００ｎｍ蒸着した。またチップ上面のｐ側電極（表面側電極８）については、第１試料はＡｕＺｎ、Ｎｉ、Ａｕを、第２試料はＡｕＢｅ、Ｎｉ、Ａｕを、第３試料はＡｕＧｅ、Ｎｉ、Ａｕを、真空蒸着法により、それぞれＩＴＯ膜上に６０ｎｍ、１０ｎｍ、１０００ｎｍ蒸着した。
【００３９】
上記３種類のＩＴＯ膜及び電極付きエピタキシャルウェハを、チップサイズ３００μｍ角の発光ダイオードにするため、エッチングやダイシング等のプロセス加工及びワイヤボンディングを行った。この結果、エッチングやダイシング等のプロセス加工中にパッド電極（表面側電極８）が約５０％以上剥がれた。更にワイヤボンディング工程を行うと、電極パッド（表面側電極８）が９８％以上剥がれた。
【００４０】
［実施例１〜３］
図１の構造を持つ発光波長６３０ｎｍ付近の赤色発光ダイオード用エピタキシャルウェハを作製した。ＭＯＶＰＥ法によるエピタキシャル層の成長方法、エピタキシャル層１〜６、１０の積層構造等は、基本的に上記の従来例の場合と同じとした。また、スパッタ法によるＩＴＯ膜７の形成方法、真空蒸着法による電極の形成方法及び電極形状も基本的に前記の従来例と同じとした。更にプロセス加工及びワイヤボンディング工程も、前記の従来例と同じとした。
【００４１】
すなわち、ｎ型ＧａＡｓ基板１上に、ＭＯＶＰＥ法で、ｎ型（Ｓｅドープ）ＧａＡｓバッファ層、ｎ型（Ｓｅドープ）（Ａｌ０．７Ｇａ０．３）０．５Ｉｎ０．５Ｐクラッド層２、アンドープ（Ａｌ０．１５Ｇａ０．８５）０．５Ｉｎ０．５Ｐ活性層３、ｐ型（亜鉛ドープ）（Ａｌ０．７Ｇａ０．３）０．５Ｉｎ０．５Ｐクラッド層４、ｐ型ＧａＰ電流分散層５を成長させ、その上にＡｌＩｎＰ表面半導体層６をＭＯＶＰＥ成長で成長させた。このエピタキシャルウェハにＩＴＯ膜７をスパッタ法にて形成した。
【００４２】
このエピタキシャルウェハに対し、基板側全面にｎ型電極（基板側電極９）を形成し、またＩＴＯ膜側に直径１３０μｍの円形のパッド電極から成るｐ型電極（表面側電極８）を形成して、ＬＥＤチップとした。
【００４３】
ｎ型電極（基板側電極９）は、ＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕの重層構造であり、真空蒸着法によりＡｕＧｅを６０ｎｍ、Ｎｉを１０ｎｍ、Ａｕを５００ｎｍ順に蒸着した。
【００４４】
また、ＩＴＯ膜７上の表面側電極８については、その最下層８ａ／最上層８ｂの重層構造を、Ａｌ／Ａｕ（実施例１）、Ｉｎ／Ａｕ（実施例２）、Ｔｉ／Ａｕ（実施例３）の３種類とし、また比較例としてＮｉ／Ａｕ（比較例１）の１種類を試作した。
【００４５】
本実施例１〜３の表面側電極８は、最下層８ａとしてＡｌ、Ｉｎ又はＴｉを２０ｎｍ、その上に最上層８ｂとしてＡｕを１０００ｎｍ、それぞれ真空蒸着法により蒸着した。比較例１についても、チップ上面電極の金属膜は、下層が２０ｎｍ、上層が１０００ｎｍとした。
【００４６】
上記実施例１〜３のＩＴＯ膜及び電極付きエピタキシャルウェハを、チップサイズ３００μｍ角の発光ダイオードにするため、上記従来例と同じエッチングやダイシング等のプロセス加工及びワイヤボンディング（超音波ボンディング法による結線）を行なった。この結果、エッチングやダイシング等のプロセス加工中での電極パッド剥がれは０〜１％と少なく、またワイヤボンディング工程での電極パッド剥がれも０〜１％にすることが出来た。更にワイヤボンディング工程でのＡｕ層のみの剥がれも、０〜１％にすることが出来た。比較例１のものについても同様の結果を得た。
【００４７】
ここで、チップ上面電極（表面側電極８）の重層構造の最適条件に付いて吟味するに、Ａｌ／Ａｕ（実施例１）、Ｉｎ／Ａｕ（実施例２）、Ｔｉ／Ａｕ（実施例３）、及びＮｉ／Ａｕ（比較例１）の４種類において、プロセス加工中での電極パッド剥がれ及びワイヤボンディング工程での電極パッド剥がれは、全て０〜１％と低い値であった。しかし、この４種類の中では、Ａｌ／Ａｕ（実施例１）、Ｉｎ／Ａｕ（実施例２）の電極が、最もワイヤボンダビリティが良好であった。ワイヤボンダビリティが良い訳は、より柔らかい電極の方がワイヤボンダビリティが良いからである。このため、前記４種類の電極の中では、Ａｌ／Ａｕ構造又はＩｎ／Ａｕ構造のものを用いる方が望ましい。
【００４８】
［変形例１］
チップ上面電極つまり表面側電極８に関し、Ａｌ／Ａｕ（実施例１）、Ｉｎ／Ａｕ（実施例２）、Ｔｉ／Ａｕ（実施例３）、及びＮｉ／Ａｕ（比較例１）の４種類の重層構造において、それらの最上層Ａｕの膜厚を１０００ｎｍと一定にして、最下層Ａｌ、Ｉｎ、Ｔｉ、Ｎｉの膜厚を５〜５００ｎｍに変えたものを作製した。
【００４９】
この構造の表面側電極８を持つエピタキシャルウェハにおいても、エッチングやダイシング等のプロセス加工中での電極パッド剥がれを０〜１％に、またワイヤボンディング工程での電極パッド剥がれを０〜１％にすることが出来た。
【００５０】
［実施例４〜１５］
この実施形態では、図２に示すように、金属酸化物の透明導電膜上の表面側電極８が四層８ａ、８ｃ、８ｄ、８ｂの重層構造を持ち、その最下層８ａがＮｉで、最上層８ｂがＡｕからなり、両者の間の中間層がＡｕＺｎ、ＡｕＢｅ又はＡｕＧｅのいずれかとＮｉとの重層構造からなる。すなわち、最下層８ａのＮｉと最上層８ｂのＡｕとの間に、二つの中間層８ｃ、８ｄを有し、このうち、最下層（Ｎｉ）側の中間層８ｃは、ＡｕＺｎ、ＡｕＢｅ又はＡｕＧｅのいずれかから成り、また最上層８ｂ側（表面側）の中間層８ｄはＮｉから成る。
【００５１】
具体的には、チップ上面電極８を、Ａｌ／ＡｕＺｎ／Ｎｉ／Ａｕ（実施例４）、Ａｌ／ＡｕＢｅ／Ｎｉ／Ａｕ（実施例５）、Ａｌ／ＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕ（実施例６）、Ｉｎ／ＡｕＺｎ／Ｎｉ／Ａｕ（実施例７）、Ｉｎ／ＡｕＢｅ／Ｎｉ／Ａｕ（実施例８）、Ｉｎ／ＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕ（実施例９）、Ｔｉ／ＡｕＺｎ／Ｎｉ／Ａｕ（実施例１０）、Ｔｉ／ＡｕＢｅ／Ｎｉ／Ａｕ（実施例１１）、Ｔｉ／ＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕ（実施例１２）、Ｎｉ／ＡｕＺｎ／Ｎｉ／Ａｕ（実施例１３）、Ｎｉ／ＡｕＢｅ／Ｎｉ／Ａｕ（実施例１４）、Ｎｉ／ＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕ（実施例１５）の重層構造とした。
【００５２】
このような重層構造にした時の、エッチングやダイシング等のプロセス加工中での電極パッド剥がれは０〜１％と低く、またワイヤボンディング工程での電極パッド剥がれも０〜１％と低い値であった。
【００５３】
［変形例２］
上記実施例では、ｐｎ接合により、より効率よく光を発光させるために活性層の両側にヘテロ構造を設け、電子と正孔とを活性層に閉じ込めるダブルヘテロ（ＤＨ）構造が採用されている。しかし本発明はこれに限定されるものではなく、ｐｎ接合のシングルヘテロ（ＳＨ）構造の発光ダイオードについても適用することができる。又、上記実施例では金属酸化物である透明導電膜（ＩＴＯ膜７）の成膜方法をスパッタ法としたが、透明導電膜（ＩＴＯ膜７）の成膜方法はスパッタ法に限定されるものではなく、塗布法、スプレー熱分解法、真空蒸着法で透明導電膜（ＩＴＯ膜７）を形成しても良い。
【００５４】
本発明は、電流分散層として作用する金属酸化物からなる透明導電膜上に設けたパッド電極の剥がれをなくすることを本質とするものであり、ＬＥＤのエピタキシャル層の積層構造については、基本的に制約がなく、任意の構造とすることができる。例えば、上記の実施の形態ではＡｌＧａＩｎＰ系のＤＨ型ＬＥＤについて述べたが、本発明はＧａＡｓ系、ＡｌＧａＡｓ系、ＩｎＡｌＧａＡｓ系あるいはＺｎＳｅ系等他のＤＨ型ＬＥＤにも適用できることはもちろんである。また以上の実施例の説明においてｐとｎとを全く逆に置き換えてもよい。さらにまた、基板１と下部クラッド層２との間に光反射層（ＤＢＲ層）を設けたり、表面半導体層６やバッファ層１０を省略した構成としたり、シングルヘテロ（ＳＨ）構造として構成することができる。
【００５５】
また本発明は、ＧａＮ、ＧａＡｌＮ、ＩｎＧａＮ等の窒化ガリウム系化合物半導体による青色発光ダイオードの電極構造に適用することもできる。
【００５６】
図３は、ＧａＮよりなるホモ接合の発光ダイオード（ＬＥＤ）に本発明の電極構造を適用した例を示す。２１はサファイア基板、２２はｎ型ＧａＮ層、２３は非常に高抵抗なｐ型ＧａＮ（ｉ型ＧａＮ）層、２４は透明導電膜、２５はｐ型電極（表面側電極）、２６はｎ型電極である。この図３に示すようにｎ型電極２６はｎ型ＧａＮ層２２の側面に設けられるが、本明細書においては、このｎ型電極２６もチップの裏面側に通電のために形成した金属電極であって、上記基板側電極の概念に含まれるものとする。
【００５７】
ｐ型電極（表面側電極）２５は、ｐ型ＧａＮ層２３上に形成された透明導電膜２４上に設けられており、これらの電極に金線をワイヤーボンドして通電することにより、ＬＥＤより発する光を取り出す構造としている。この表面側電極２５の構造は、既に実施例１〜３又は実施例４〜１５として説明した重層構造、つまり剥がれの生じない電極として形成される。図３には、代表的に最下層２５ａと最上層２５ｂから成る重層構造の表面側電極２５として示してある。
【００５８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、次のような優れた効果が得られる。
【００５９】
本発明では、金属酸化膜上の電極であるパッド電極をＡｌ／Ａｕ、Ｉｎ／Ａｕ、又はＴｉ／Ａｕの重層構造としている。すなわち、本発明は、金属酸化物からなる透明導電膜の表面に、まず剥がれにくい層としてＡｌ、Ｉｎ又はＴｉを形成し、その上にＡｕを積層する構成であるため、パッド電極全体として金属酸化物の透明導電膜上から電極剥がれを生じなくなる。そして、最上層はＡｕから成るため、これに対するワイヤボンディング性も良好である。
【００６０】
また、本発明では、上記最下層（Ａｌ、Ｉｎ又はＴｉ）と最上層（Ａｕ）との間に、ＡｕＺｎ、ＡｕＢｅ又はＡｕＧｅのいずれかとＮｉとの重層構造からなる中間層を設けた形態、又は、最下層のＮｉと最上層のＡｕの間に、ＡｕＺｎ、ＡｕＢｅ又はＡｕＧｅのいずれかとＮｉとの重層構造からなる中間層を設けた形態が含まれるが、これらにおいても剥離せずボンディング特性の良好な表面側電極が得られる。
【００６１】
よって、本発明の電極構造を用いることにより、ＩＴＯ膜等の金属酸化物の透明導電膜を用いたＬＥＤの製作を実現することができる。
【００６２】
本発明の対象とする発光ダイオードは、電流分散層としてＩＴＯ膜等の金属酸化物からなる透明導電膜を用いて電流分散する構成であり、電流分散層を厚くする必要が無い。この技術により、ＬＥＤ用のエピタキシャル層の膜厚は五分の一から数十分の一まで薄くすることができる。これはＬＥＤを構成するエピタキシャル層の中で電流分散膜の厚さがもっとも厚かったためである。これにより、ＬＥＤ用エピタキシャルウェハの価格を大幅に低くすることができる。
【００６３】
また、これまでは半導体のエピタキシャル層を用いており、このエピタキシャル層を厚くしても十分な電流分散特性を得ることができなかったが、本発明では金属物から成る透明導電膜を電流分散層に用いることを実現しているため、ＬＥＤの輝度を約３０％程度高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にかかる発光ダイオードの構造を示す断面図である。
【図２】本発明の他の実施形態にかかる発光ダイオードの構造を示す断面図である。
【図３】本発明の別の実施形態にかかる発光ダイオードの構造を示す断面図である。
【符号の説明】
１  ＧａＡｓ基板（第一導電型基板）
２  ＡｌＧａＩｎＰクラッド層（第一導電型クラッド層）
３  ＡｌＧａＩｎＰ活性層
４  ＡｌＧａＩｎＰクラッド層（第二導電型クラッド層）
５  ＧａＰ電流分散層（第二導電型電流分散層）
６  ＡｌＩｎＰ表面半導体層
７  ＩＴＯ膜（透明導電膜）
８  表面側電極
８ａ  最下層
８ｂ  最上層
８ｃ、８ｄ  中間層
９  基板側電極
１０  ＧａＡｓバッファ層（第一導電型）
【図１】
2004319671.tif 000003
【図２】
2004319671.tif 000004
【図３】
2004319671.tif 000005