(57)【要約】【課題】金属酸化膜からなる透明導電膜を用いた構造の半導体発光素子であって、金属酸化膜上に形成したパッド電極が剥がれにくく、かつ順方向動作電圧を低くできる高輝度の半導体発光素子を提供する。【解決手段】基板１上に発光層３を有しており、前記発光層３の上側に電流分散層として金属酸化物からなる透明導電膜６を形成し、前記透明導電膜６の上側に通電のための第一電極を形成した半導体発光素子において、前記第一電極が複数層の金属からなり、その最上層がボンディングされる金属層９であり、かつ前記透明導電膜に２種以上の金属層７，８が接するように構成する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に発光層を有しており、前記発光層の上側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、前記透明導電膜の上側に通電のための第一電極を形成した半導体発光素子において、
前記第一電極が複数層の金属からなり、その最上層がボンディングされる金属層であり、かつ前記透明導電膜に２種以上の金属層が接していることを特徴とする半導体発光素子。
【請求項２】
前記透明導電膜に接する２種以上の金属層が、透明導電膜からの電極の剥がれを防止する１種以上の金属層及び順方向動作電圧低下を促す１種以上の金属層であることを特徴とする請求項１に記載の半導体発光素子。
【請求項３】
前記透明導電膜に接する２種以上の金属層が、１種がチタン（Ｔｉ）、白金（Ｐｔ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、パラジウム（Ｐｄ）、又はニッケル（Ｎｉ）から選ばれる１種以上の金属であり、残りの１種以上が亜鉛（Ｚｎ）、ベリリウム（Ｂｅ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、これらのＡｕ化合物、又はマグネシウム（Ｍｇ）から選ばれる１種以上の金属であることを特徴とする請求項１に記載の半導体発光素子。
【請求項４】
前記透明導電膜からの電極の剥がれを防止する１種以上の金属層が、チタン（Ｔｉ）、白金（Ｐｔ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、パラジウム（Ｐｄ）、又はニッケル（Ｎｉ）から選ばれる１種以上の金属であることを特徴とする請求項２に記載の半導体発光素子。
【請求項５】
前記順方向動作電圧低下を促す１種以上の金属層が、亜鉛（Ｚｎ）、ベリリウム（Ｂｅ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、これらのＡｕ化合物、又はマグネシウム（Ｍｇ）から選ばれる１種以上の金属であることを特徴とする請求項２に記載の半導体発光素子。
【請求項６】
前記透明導電膜からの電極の剥がれを防止する金属層と前記順方向動作電圧低下を促す金属層が円形であり、各々の中心を略合致させる様にしたことを特徴とする請求項２に記載の半導体発光素子。
【請求項７】
前記透明導電膜からの電極の剥がれを防止する金属層と前記順方向動作電圧低下を促す金属層が円形であり、各々の中心が略合致されており、前記順方向動作電圧低下を促す金属層の円面積が、その上に設けられる前記透明導電膜からの電極の剥がれを防止する金属層の円面積の０．１〜０．９倍であることを特徴とする請求項２に記載の半導体発光素子。
【請求項８】
前記順方向動作電圧低下を促す金属層の前記透明導電膜に接する面積と前記透明導電膜からの電極の剥がれを防止する金属層の前記透明導電膜に接する面積との比が、１／９〜９／１であることを特徴とする請求項２に記載の半導体発光素子。
【請求項９】
前記基板が、半導体基板であり、もう１つの通電のための第二電極が前記半導体基板の下側に形成されていることを特徴とする請求項１乃至８に記載の半導体発光素子。
【請求項１０】
前記半導体基板が、ＧａＡｓであることを特徴とする請求項９に記載の半導体発光素子。
【請求項１１】
前記発光層は、シングルヘテロ構造、ダブルヘテロ構造、ｐｎ接合構造、およびクラッド層に挟まれた多重量子井戸構造より選択されるいずれかの構造を有することを特徴とする請求項１乃至１０に記載の半導体発光素子。
【請求項１２】
前記発光層は、ｐｎ接合又はダブルヘテロ構造を有していることを特徴とする請求項１乃至１１に記載の半導体発光素子。
【請求項１３】
前記発光層が、ＡｌＧａＩｎＰ又はＧａＩｎＰであることを特徴とする請求項１乃至１２に記載の半導体発光素子。
【請求項１４】
前記金属酸化物からなる透明導電膜が、ＩＴＯ（Ｓｎト゛ーフ゜Ｉｎ2Ｏ3）、Ｉｎ2Ｏ3、ＩＦＯ（Ｆト゛ーフ゜Ｉｎ2Ｏ3）、ＳｎＯ2、ＡＴＯ（Ｓｂト゛ーフ゜ＳｎＯ2）、ＦＴＯ（Ｆト゛ーフ゜ＳｎＯ2）、ＣＴＯ（Ｃｄト゛ーフ゜ＳｎＯ2）、ＡＺＯ（Ａｌト゛ーフ゜ＺｎＯ）、ＩＺＯ（Ｉｎト゛ーフ゜ＺｎＯ）、又はＧＺＯ（Ｇａト゛ーフ゜ＺｎＯ）のいずれかであることを特徴とする請求項１乃至１３に記載の半導体発光素子。
【請求項１５】
前記金属酸化物からなる透明導電膜が、ＩＴＯ（Ｓｎト゛ーフ゜Ｉｎ2Ｏ3）であることを特徴とする請求項１乃至１４に記載の半導体発光素子。
【請求項１６】
前記第一電極の最上層であるボンディングされる金属層が、金（Ａｕ）であることを特徴とする請求項１乃至１４に記載の半導体発光素子。
【請求項１７】
前記金（Ａｕ）が、アロイ処理した下層とアロイ処理しない上層の二層構造からなることを特徴とする請求項１６に記載の半導体発光素子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体発光素子に関し、特に、電流分散層として金属酸化物からなる透明導電膜を用いた半導体発光素子であって、所定の電極を用いることにより得られる高輝度の半導体発光素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６は、従来のＡｌＧａＩｎＰ系発光ダイオード（ＬＥＤ）の断面構造の概略を示したもので、２１は基板、２２はｎ型クラッド層、２３は活性層、２４はｐ型クラッド層、２５は電流分散層、２６は電流分散層２５上に形成された一方の電極、２７は基板２１の裏面に形成された他方の電極、Ｉは電極２６より注入される電流を示す。電流Ｉは、電流分散層２５においてｐ型クラッド層２４の全領域に分散しており、従って、この場合には発光層の全域より発光し、良好な輝度を示すことになる。
【０００３】
最近では、ＧａＮ系やＡｌＧａＩｎＰ系の結晶層をＭＯＶＰＥ法（有機金属気相成長法）で成長できるようになったことから、高輝度を示す発光ダイオードを製作することが可能となったが、図６から分かる通り、高輝度の発光ダイオードを得るためには、電流分散層の膜厚を厚く成長させる必要がある。このため、ＬＥＤ用エピウエハの製造コストが高くなるという問題が生じることから、電流分散層の膜厚を薄くするために、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（例えば、ＡｌＧａＩｎＰの４元系の場合には、電流分散層としてＧａＰやＡｌＧａＡｓが用いられている）やキャリア濃度を高くするべく電流分散層の抵抗率を低くする方法が用いられている。
【０００４】
しかし、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、膜厚を一定以上（例えば、８μｍ以上）まで厚くする必要がある。また、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。
【０００５】
そこで、金属酸化物などを用いた透明導電膜の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ことから、電流分散層の変わりに、透明導電膜を用いる方法が提案されている。
【０００６】
図７は、従来の透明導電膜を用いたＡｌＧａＩｎＰ系ＬＥＤの断面構造の概略を示したもので、１は第一導電型基板であり、１０２は、第一導電型バッファ層、２は第一導電型クラッド層、３は活性層（発光層）、４は第二導電型クラッド層、５は第二導電型コンタクト層、６’は透明導電膜、１１は透明導電膜６’上に形成された第二導電型第一電極、および１０は第一導電型第二電極である。この透明導電膜６’は、半導体エピウエハ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１１が形成される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
図７の透明導電膜を用いた従来のＬＥＤにおいて、透明導電膜が金属酸化膜である場合、その上に形成した電極が、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。
また、電極の剥がれを防止できたとしても、高輝度ＬＥＤを得るための障害となる順方向動作電圧が高いという問題もあった。
【０００８】
電極の剥がれや順方向動作電圧が高くなるといった問題を解消するものとして、例えば、特許文献１に示されるものがある。
【０００９】
【特許文献１】
特開２００１−４４５０３号公報
【００１０】
特許文献１においては、「ｎ型酸化亜鉛を含む窓層」と「該窓層の上に複数層から構成される電極を有し、該電極の最下層がチタン、ニッケル、クロム、コバルトから選ばれる遷移金属の酸化物を含む層」という組み合わせの構造が、電極の剥がれ及び順方向動作電圧が高くなるという問題を解決することができるものとして開示されている。
【００１１】
しかし、電流分散層のかわりに金属酸化物からなる透明導電膜（透明導電膜は電極を形成）を用いたＬＥＤにおける上記の問題を解決できるものは存在しなかった。
【００１２】
従って、本発明の目的は、エピウエハの表面に電流分散の機能を果たす金属酸化物からなる透明導電膜を用いた構造の半導体発光素子（ＬＥＤ、半導体レーザー等）であって、金属酸化物からなる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し、かつ順方向動作電圧を低くできる高輝度の半導体発光素子（ＬＥＤ、半導体レーザー等）を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の目的を達成するためになされたものであり、基板上に発光層を有しており、前記発光層の上側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、前記透明導電膜の上側に通電のための第一電極を形成した半導体発光素子において、前記第一電極が複数層の金属からなり、その最上層がボンディングされる金属層であり、かつ前記透明導電膜に２種以上の金属層が接していることを特徴とする半導体発光素子を提供する。
【００１４】
この構成によれば、電極に所定の複数の金属を用いていることから、金属酸化膜からなる透明導電膜に対し電極が剥がれにくく、かつ順方向動作電圧を低く保つことができるようになるため、電流分散層にかえて金属酸化膜からなる透明導電膜を用いることが可能となる。
【００１５】
このため、エピウエハ層の中で最も厚さの厚かった従来の電流分散層を用いることなく高輝度ＬＥＤ等を実現でき、ＬＥＤ等に用いるエピウエハ層の膜厚を薄くすることができるようになるため、エピウエハの価格を低く抑えることができる。
【００１６】
また、金属酸化膜の電流分散膜を用いることができるようになったことにより、従来の電流分散層を用いたＬＥＤよりも、より高輝度なＬＥＤを得ることも可能となる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１８】
（実施の形態１）
本発明の半導体発光素子の実施の形態１について、図１（ａ）および（ｂ）を参照して説明する。図１（ａ）は本発明の実施の形態１にかかるＬＥＤチップの上面図である。図１（ｂ）は本発明の実施の形態１にかかるＬＥＤの全体構成を示す断面図である。
【００１９】
図１（ａ）および（ｂ）において、１は第一導電型（ｎ型）基板であり、１０２は第一導電型（ｎ型）バッファ層、２は第一導電型（ｎ型）クラッド層、３は活性層（発光層）、４は第二導電型（ｐ型）クラッド層、５は第二導電型（ｐ型）コンタクト層、６は金属酸化物からなる透明導電膜、７は透明導電膜６と接するチップ上面第一電極の金属層、８は透明導電膜６と接するチップ上面第一電極の金属層、９はチップ上面第一電極のボンディングされる金属層、および１０は第一導電型（ｎ型）第二電極である。なお、第一導電型をｐ型とし、第二導電型をｎ型としてもよい。
【００２０】
上記目的を達するために、順方向動作電圧が高くならないための電極材料である第一電極の金属層７を金属酸化物からなる透明導電膜６の上に形成し、さらにその上に透明導電膜６から剥がれにくい電極材料である第一電極の金属層８を第一電極の金属層７と透明導電膜６との両方に接するように形成し、さらにその上にワイヤボンディング用の金属層９を形成している。
【００２１】
本発明において、特徴をなすのは、特に、透明導電膜６とその上の第一電極の金属層７〜９の部分である。
本発明において、第一電極の金属層７及び８は、共に透明導電膜６と接しており、これら２種の金属層が透明導電膜に接している点に特徴がある。
【００２２】
ここで、第一電極の金属層７は、順方向動作電圧低下を促す金属であればよく、特に、効果の面（順方向動作電圧低下）から、亜鉛（Ｚｎ）、ベリリウム（Ｂｅ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、これらのＡｕ化合物、又はマグネシウム（Ｍｇ）から選ばれる１種以上の金属であることが好ましく、亜鉛（Ｚｎ）、金−亜鉛化合物（ＡｕＺｎ）、又はベリリウム（Ｂｅ）、金−べリリウム（ＡｕＢｅ）から選ばれる１種以上の金属であることがより好ましく、亜鉛（Ｚｎ）又はベリリウム（Ｂｅ）であることが最も好ましい。
より具体的には、ＬＥＤに２０ｍＡの電流を流したときの順方向動作電圧が、２．８Ｖ以下、好ましくは２．５Ｖ以下、さらに好ましくは、２．３Ｖ以下となる金属を用いることが望ましい。
第一電極の金属層７は、２種以上用いることができるが、コスト面等を考慮して１種であること、特に亜鉛（Ｚｎ）又はベリリウム（Ｂｅ）であることが好ましい。
【００２３】
また、本発明において、第一電極の金属層８は、透明導電膜６からの電極の剥がれを防止する金属であればよく、特に、効果の面（電極剥がれ防止）から、チタン（Ｔｉ）、白金（Ｐｔ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、パラジウム（Ｐｄ）、又はニッケル（Ｎｉ）から選ばれる１種以上の金属であることが好ましく、チタン（Ｔｉ）、白金（Ｐｔ）、又はモリブデン（Ｍｏ）から選ばれる１種以上の金属であることがより好ましく、チタン（Ｔｉ）であることがさらに好ましい。
ここで、透明導電膜からの電極の剥がれを防止する金属とは、具体的には、プロセス加工中及びワイヤボンディング工程での電極パッドの剥がれる割合が、１０％以下、好ましくは５％以下、より好ましくは３％以下、最も好ましくは１％以下となる金属をいう。
第一電極の金属層８は、２種以上用いることができるが、コスト面等を考慮して１種であること、特にチタン（Ｔｉ）であることが好ましい。
【００２４】
第一電極の金属層７及び第一電極の金属層８は円形の電極を形成し、第一電極の金属層７の直径は第一電極の金属層８の直径よりも小さく、各々の中心を略合致させる様にしてあり、図１に示されるように、第一電極の金属層７は第一電極の金属層８に覆われている。
【００２５】
このとき、第一電極の金属層７の円面積が、その上に設けられる第一電極の金属層８の円面積よりも必ず小さくなければならない。大きくなると、第一電極の金属層８が透明導電膜６に接することができず、電極が剥がれるからである。また、逆にあまり小さくなると順方向動作電圧が高くなって行くため、第一電極の金属層７の円面積は、第一電極の金属層８の円面積の０．１〜０．９倍であることが望ましく、さらには０．５〜０．８倍であることが最も望ましい。
【００２６】
また、第一電極の最上層であるボンディングされる金属層９は、ワイヤボンダビリティのよい金属であればよく、金（Ａｕ）であることが望ましい。このとき、金（Ａｕ）が、アロイ処理した下層とアロイ処理しない上層の二層構造からなることが最も望ましい。電極は、より柔らかい方が良いため、このような二層構造からなる電極を用いた方がワイヤボンダビリティが良くなるためである。
【００２７】
本発明において、透明導電膜６は、従来の電流分散層に変わって、電流を分散する機能を果たす。ここで、金属酸化物からなる透明導電膜は、ＩＴＯ（Ｓｎト゛ーフ゜Ｉｎ2Ｏ3）、Ｉｎ2Ｏ3、ＩＦＯ（Ｆト゛ーフ゜Ｉｎ2Ｏ3）、ＳｎＯ2、ＡＴＯ（Ｓｂト゛ーフ゜ＳｎＯ2）、ＦＴＯ（Ｆト゛ーフ゜ＳｎＯ2）、ＣＴＯ（Ｃｄト゛ーフ゜ＳｎＯ2）、ＡＺＯ（Ａｌト゛ーフ゜ＺｎＯ）、ＩＺＯ（Ｉｎト゛ーフ゜ＺｎＯ）、又はＧＺＯ（Ｇａト゛ーフ゜ＺｎＯ）のいずれかであることが好ましく、ＩＴＯであることが特に好ましい。
透明導電膜６の形状は、必ずしもエピタキシャルウエハと同一形状である必要はないが、電流を分散する機能上、出来る限り、広面積とすることが好ましい。
【００２８】
（実施の形態２）
本発明の半導体発光素子の実施の形態２について、図２（ａ）および（ｂ）を参照して説明する。図２（ａ）は本発明の実施の形態２にかかるＬＥＤチップの上面図である。図２（ｂ）は本発明の実施の形態２にかかるＬＥＤの全体構成を示す断面図である。
【００２９】
第一電極の金属層７及び８の形状が異なる以外は、実施の形態１と同様である。第一電極の金属層７の形態は、図２に示すようにドット的に存在する。ドットの数は２〜７つ程度が好ましい。
この場合にも、第一電極の金属層７の円面積の合計は、第一電極の金属層８の円面積の０．１〜０．９倍であることが望ましく、さらには０．５〜０．８倍であることが最も望ましい
【００３０】
（実施の形態３）
本発明の半導体発光素子の実施の形態３について、図３（ａ）および（ｂ）を参照して説明する。図３（ａ）は本発明の実施の形態３にかかるＬＥＤチップの上面図である。図３（ｂ）は本発明の実施の形態３にかかるＬＥＤの全体構成を示す断面図である。
【００３１】
第一電極の金属層７及び８の形状が異なる以外は、実施の形態１と同様である。第一電極の金属層７の形態は、図３に示すようにリング状に存在する。リングの数は１〜４つが好ましく、１〜２つがより好ましい。
この場合にも、第一電極の金属層７の底面積の合計は、第一電極の金属層８の円面積の０．１〜０．９倍であることが望ましく、さらには０．５〜０．８倍であることが最も望ましい
【００３２】
（実施の形態４〜６）
本発明の半導体発光素子の実施の形状４〜６について、図４（ａ）〜（ｃ）を参照して説明する。図４（ａ）〜（ｃ）は本発明の実施の形態４〜６にかかるＬＥＤの全体構成を示す断面図である。
【００３３】
第一電極の金属層７〜９の形態が異なる以外は、実施の形態１と同様である。実施の形態１〜３における第一電極の金属層７の形状は、図４（ａ）〜（ｃ）に示されるように、第一電極の金属層８にすべて覆われることなく、その上部が第一電極の最上層であるボンディングされる金属層９に接触していてもよい。
【００３４】
（実施の形態７）
本発明の半導体発光素子の実施の形態７について、図５（ａ）および（ｂ）を参照して説明する。図５（ａ）は本発明の実施の形態７にかかるＬＥＤチップの上面図である。図５（ｂ）は本発明の実施の形態７にかかるＬＥＤの全体構成を示す断面図である。
【００３５】
第一電極の金属層７〜９の形状が異なる以外は、実施の形態１と同様である。実施の形態２における第一電極の金属層７の形状は、ドットの外周が第一電極の金属層８によってすべて覆われることなく一部が外側に露出されていてもよい。
この形態においても、実施の形態４〜６のように、第一電極の金属層７は、第一電極の金属層８にすべて覆われることなく、その上部が第一電極の最上層であるボンディングされる金属層９に接触していてもよい。
【００３６】
この場合にも、透明導電膜６に接する面積比が、第一電極の金属層７／第一電極の金属層８＝１／９〜９／１であることが望ましく、さらには、第一電極の金属層７／第一電極の金属層８＝５／５〜８／２であることが最も望ましい。
【００３７】
（その他の実施の形態）
第一電極の金属層７〜９のいずれの形状も、必ずしも円形である必要はなく、四角形や、四角形及び円形に突起が付いている様な形状でも良い。
【００３８】
また、上記の実施の形態において、第一電極の金属層７と第一電極の金属層８の位置を逆転させてもよい。
ただし、第一電極の金属層７の外周を実施の形態１〜６のように第一電極の金属層８で覆うようにした形態であることが電極剥がれ防止効果の点ではより好ましい。
【００３９】
これらのその他の実施の形態の場合においても、透明導電膜６に接する面積比が、第一電極の金属層７／第一電極の金属層８＝１／９〜９／１であることが望ましく、さらには、第一電極の金属層７／第一電極の金属層８＝５／５〜８／２であることが最も望ましい。
【００４０】
上記の実施の形態においては、基板は第一導電型基板１、すなわち半導体基板であり、第二電極１０が第一導電型基板１の下側に形成されている。第一導電型基板１は、ｎ型ＧａＡｓであることが望ましい。
【００４１】
もっとも、本発明の他の形態として、基板を第一導電型基板１ではなく、サファイア基板等の基板を用いることもできる。この場合、第二電極１０は、基板の下側でなく、基板の上側にある半導体層上に設けられる。
【００４２】
また、上記の実施の形態においては、発光層３は、シングルヘテロ構造、ダブルヘテロ構造、ｐｎ接合構造、およびクラッド層に挟まれた多重量子井戸構造より選択されるいずれかの構造を有し、ｐｎ接合又はダブルヘテロ構造（ｐｎ接合型）を有していることが好ましく、ＡｌＧａＩｎＰ又はＧａＩｎＰであることがより好ましい。
【００４３】
このような構成にすることにより、金属酸化物からなる透明導電膜を用いた場合の半導体発光素子において、順方向動作電圧を高くすることなく、電極剥がれの問題を解決した高輝度の発光素子を提供することができる。
【００４４】
【実施例】
（実施例１）
図１のような構造の発光波長６３０ｎｍ付近の赤色発光ダイオード用エピウエハを作製した。ｎ型ＧａＡｓ基板上に、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、アンドープ(Ａｌ0.15Ｇａ0.85)0.5Ｉｎ0.5Ｐ活性層、ｐ型(亜鉛ドープ)(Ａｌ0.7Ｇａ0.3)0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層、ｐ型ＧａＰコンタクト層をＭＯＶＰＥ法で成長させた。このエピタキシャルウエハにＩＴＯ膜を熱分解スプレー法にて形成した。
【００４５】
ＩＴＯ膜付きエピタキシャルウエハをフォトリソにより、レジストマスクをマトリックス状に形成した。レジストマスクが無い部分の大きさは、直径１００μｍの円形である。このレジストマスク付エピウエハの表面にＺｎを２０ｎｍ蒸着してからレジストを除去し、ＩＴＯ膜が形成された面に直径１００μｍのＺｎ電極を形成した。その後更にレジストマスクをマトリックス状に形成し、Ｚｎ電極の中心と略一致したレジスト膜の無い部分を形成した。この時のレジストマスクの無い部分の大きさは、直径１２０μｍである。次にＴｉを２０ｎｍ、Ａｕを１０００ｎｍ蒸着し、レジストマスクを除去した。この時点でＩＴＯ膜の上には直径１００μｍのＺｎ電極が形成され、さらにその上にはＺｎ電極と中心が略一致した直径１２０μｍのＡｕ/Ｔｉ電極がマトリックス状に形成された状態である。
このエピウエハの底面には、金・ゲルマニウム、ニッケル、金をそれぞれ６０ｎｍ、１０ｎｍ、５００ｎｍの順に蒸着し、その後、電極の合金化であるアロイを、窒素ガス雰囲気中４２５℃で５分行った。前記ＩＴＯ膜及び電極付きエピタキシャルウエハを、ダイシング等で加工して、チップサイズ３００μｍ角の発光ダイオードチップを作製し、更にダイボンディング、ワイヤボンディングを行って発光ダイオードを製作した。
この結果、プロセス加工中及びワイヤホンディング工程での電極パッドの剥がれは、１％以下と良好であった。
【００４６】
また、ＩＴＯ膜上のＺｎ電極部をＡｕＺｎ、Ｂｅ、ＡｕＢｅ、Ｇｅ、ＡｕＧｅ、又はＭｇに変えた場合にも、電極パッドの剥がれは、１％以下と良好であった。
さらに発光ダイオードの発光特性を調べた結果は、ＩＴＯ膜上の電極部がＺｎである場合の順方向動作電圧(２０ｍＡ通電時)が、２．０１Ｖ、発光出力が、３．２ｍＷであった。
【００４７】
また、ＩＴＯ膜上のＺｎ電極部をＡｕＺｎ、Ｂｅ、ＡｕＢｅ、Ｇｅ、ＡｕＧｅ、又はＭｇに変えた場合のいずれも、順方向動作電圧(２０ｍＡ通電時)が、２．３Ｖ以下であり、発光出力が、３．０ｍＷ以上であった。
【００４８】
（比較例１）
比較例として、図７に示した従来の構造の発光波長６３０ｎｍ付近の赤色発光ダイオード用エピウエハを作製した。エピ成長方法、エピ構造等は、基本的に前記の実施例１と同じとし、またＩＴＯ膜形成方法、プロセス加工及びワイヤホンディング工程も基本的に前記の実施例１と同じとした。
【００４９】
次に、このＩＴＯ膜を形成したエピタキシャルウエハ下面全体にｎ型第二電極を形成し、チップ上面に直径１２０μｍの円形の第一電極を形成して、ＬＥＤチップとした。
【００５０】
第二電極は三層からなり、Ａｕ（上層：外側）/Ｎｉ（中間層）/ＡｕＧｅ（下層：基板側）をそれぞれ５００ｎｍ、１０ｎｍ、６０ｎｍ蒸着した。チップ上面第一電極も３層からなり、Ａｕ（上層：外側）/Ｎｉ（中間層）/Ｚｎ（下層：透明導電膜側）、またはＡｕ/Ｎｉ/ＡｕＺｎ、またはＡｕ/Ｎｉ/ＢｅまたはＡｕ/Ｎｉ/ＡｕＢｅ、またはＡｕ/Ｎｉ/Ｇｅ、またはＡｕ/Ｎｉ/ＡｕＧｅ、またはＡｕ/Ｎｉ/Ｍｇを、それぞれ１０００ｎｍ、１０ｎｍ、６０ｎｍ蒸着した。また、Ａｕ（上層：外側）/Ｔｉ（下層：透明導電膜側）を、１０００ｎｍ、２０ｎｍ蒸着した。前記ＩＴＯ膜及び電極付きエピタキシャルウエハを、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なった。
【００５１】
この結果、Ａｕ/Ｔｉを除く前記第一電極を用いたＬＥＤは、プロセス加工中にパッド電極の約５０％以上剥がれた。更にワイヤボンディング工程まで行なうと、電極パッドは９８％以上剥がれた。
【００５２】
一方、電極としてＡｕ/Ｔｉを用いたものは、プロセス加工中及びワイヤボンディング工程での電極パッドの剥がれは、１％以下と良好であったが、順方向動作電圧が８〜９Ｖと非常に高くなった。
【００５３】
なお、本発明は、上記の実施の形態（実施例）の構造、材料等に限定されるものではなく、半導体発光素子において広く適用することが可能である。
【００５４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の半導体発光素子によると、以下のような効果を得ることができる。
【００５５】
金属酸化膜からなる透明導電膜を用いた構造の半導体発光素子であって、金属酸化膜上に形成したパッド電極が剥がれにくく、かつ順方向動作電圧を低くできる高輝度の半導体発光素子を提供できる。
【００５６】
また、本発明の電極構造を用いることにより、金属酸化物の透明導電膜を用いたＬＥＤを製作することが可能となり、ＬＥＤを構成するエピ層の中でもっとも厚さの厚かった電流分散膜を用いずにすむため、ＬＥＤ用のエピ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ようになる。これにより、エピウエハの価格を大幅に低くすることができる。
【００５７】
また、これまで厚いエピ層を用いていたがそれでも十分な電流分散特性を得ることができなかったが、金属酸化膜の電流分散膜を用いることができるようになったため、輝度を約１０〜５０％程度高くすることも可能となる。
【００５８】
さらに、本発明で用いる電極材料の一部は低融点材料であることから、一般的かつ安価な装置である真空蒸着法で電極形成ができる。また、本発明で用いる電極材料は、比較的安価であるため、ＬＥＤ用の電極形成を従来よりも高価にすることなくできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（ａ）は本発明の実施の形態１にかかるＬＥＤチップの上面図である。図１（ｂ）は本発明の実施の形態１にかかるＬＥＤの全体構成を示す断面図である。
【図２】図２（ａ）は本発明の実施の形態２にかかるＬＥＤチップの上面図である。図２（ｂ）は本発明の実施の形態２にかかるＬＥＤの全体構成を示す断面図である。
【図３】図３（ａ）は本発明の実施の形態３にかかるＬＥＤチップの上面図である。図３（ｂ）は本発明の実施の形態３にかかるＬＥＤの全体構成を示す断面図である。
【図４】図４（ａ）〜（ｃ）は本発明の実施の形態４〜６にかかるＬＥＤの全体構成を示す断面図である。
【図５】図５（ａ）は本発明の実施の形態７にかかるＬＥＤチップの上面図である。図５（ｂ）は本発明の実施の形態７にかかるＬＥＤの全体構成を示す断面図である。
【図６】従来の電流分散層を用いたＡｌＧａＩｎＰ系ＬＥＤの断面構造の概略図である。
【図７】従来の透明導電膜を用いたＡｌＧａＩｎＰ系ＬＥＤの断面構造の概略図である。
【符号の説明】
１     ｎ型基板
１０２ ｎ型バッファ層
２     ｎ型クラッド層
３     活性層
４     ｐ型クラッド層
５     ｐ型コンタクト層
６     金属酸化物からなる透明導電膜
６’   透明導電膜
７     第一電極の金属層（Ｚｎ）
８     第一電極の金属層（Ｔｉ）
９     第一電極の金属層（Ａｕ）
１０   ｎ型第二電極
１１   ｐ型第一電極
２１   基板
２２   ｎ型クラッド層
２３   活性層
２４   ｐ型クラッド層
２５   電流分散層
２６   電流分散層上の電極
２７   基板裏面の電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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