(57)【要約】【課題】  化合物半導体発光素子の低抵抗電極及びそれを用いた化合物半導体発光素子を提供する。【解決手段】  ｎ型半導体層、活性層、及びｐ型半導体層を備える化合物半導体発光素子のｐ型半導体層上に積層される低抵抗電極は、前記ｐ型半導体層上に積層されて前記活性層から放出される光を反射する反射電極と、熱処理の時の前記反射電極の凝集現象を防止するために前記反射電極上に積層される凝集防止電極と、を含む。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｎ型半導体層、活性層、及びｐ型半導体層を備える化合物半導体発光素子のｐ型半導体層上に積層された前記活性層から放出される光を反射する反射電極と、
熱処理の時の前記反射電極の凝集現象を防止するために前記反射電極上に配置される凝集防止電極と、を含むことを特徴とする化合物半導体発光素子の低抵抗電極。
【請求項２】
前記ｐ型半導体層と前記反射電極間の接触抵抗を減少させるために、前記ｐ型半導体層と前記反射電極との間に介在するコンタクト電極をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の化合物半導体発光素子の低抵抗電極。
【請求項３】
前記コンタクト電極は、Ｌａ系合金、Ｎｉ系合金、Ｚｎ系合金、Ｃｕ系合金、熱電酸化物、ドーピングされたＩｎ酸化物、ＩＴＯ、およびＺｎＯからなる群より選択された少なくとも一つの物質よりなることを特徴とする請求項２に記載の化合物半導体発光素子の低抵抗電極。
【請求項４】
前記コンタクト電極の厚さは、０.１ｎｍないし２００ｎｍの範囲であることを特徴とする請求項３に記載の化合物半導体発光素子の低抵抗電極。
【請求項５】
前記反射電極は、Ａｇ、Ｒｈ、Ａｌ、およびＳｎからなる群より選択された少なくとも一つの物質よりなることを特徴とする請求項１に記載の化合物半導体発光素子の低抵抗電極。
【請求項６】
前記反射電極の厚さは、５０ｎｍないし１０００ｎｍの範囲であることを特徴とする請求項５に記載の化合物半導体発光素子の低抵抗電極。
【請求項７】
前記凝集防止電極は、Ｚｎ、Ｚｎ系合金、Ｒｈ、Ｍｇ系合金、Ａｕ、Ｎｉ、Ｎｉ系合金、ドーピングされたＩｎ酸化物、Ｃｕ、およびＣｕ系合金からなる群より選択された少なくとも一つの物質よりなることを特徴とする請求項１に記載の化合物半導体発光素子の低抵抗電極。
【請求項８】
前記凝集防止電極の厚さは、１ｎｍないし５００ｎｍの範囲であることを特徴とする請求項７に記載の化合物半導体発光素子の低抵抗電極。
【請求項９】
前記凝集防止電極の酸化を防止するために前記凝集防止電極上に積層された酸化防止電極をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の化合物半導体発光素子の低抵抗電極。
【請求項１０】
前記酸化防止電極は、Ｒｕ、Ｉｒ、およびＴｉＮからなる群より選択された少なくとも一つの物質よりなることを特徴とする請求項９に記載の化合物半導体発光素子の低抵抗電極。
【請求項１１】
前記酸化防止電極の厚さは、１０ｎｍないし１００ｎｍの範囲であることを特徴とする請求項１０に記載の化合物半導体発光素子の低抵抗電極。
【請求項１２】
前記凝集防止電極と前記ｐ型半導体層間の表面エネルギーの差は、前記反射電極と前記ｐ型半導体層間の表面エネルギーの差より小さいことを特徴とする請求項１に記載の化合物半導体発光素子の低抵抗電極。
【請求項１３】
ｎ型半導体層とｐ型半導体層との間に発光のための活性層を有する窒化物系化合物半導体層と、
前記ｐ型半導体層上に積層されて前記活性層から放出される光を反射する反射電極と、
熱処理の時の前記反射電極の凝集現象を防止するために前記反射電極上に積層される凝集防止電極と、を含み、
前記凝集防止電極と前記ｐ型半導体層間の表面エネルギーの差は、前記反射電極と前記ｐ型半導体層間の表面エネルギーの差より小さいことを特徴とする化合物半導体発光素子。
【請求項１４】
前記ｐ型半導体層と前記反射電極間の接触抵抗を減少させるために、前記ｐ型半導体層と前記反射電極との間に介在するコンタクト電極をさらに含むことを特徴とする請求項１３に記載の化合物半導体発光素子。
【請求項１５】
前記コンタクト電極は、Ｌａ系合金、Ｎｉ系合金、Ｚｎ系合金、Ｃｕ系合金、熱電酸化物、ドーピングされたＩｎ酸化物、ＩＴＯ、およびＺｎＯからなる群より選択された少なくとも一つの物質よりなることを特徴とする請求項１４に記載の化合物半導体発光素子。
【請求項１６】
前記コンタクト電極の厚さは、０.１ｎｍないし２００ｎｍの範囲であることを特徴とする請求項１５に記載の化合物半導体発光素子。
【請求項１７】
前記反射電極は、Ａｇ、Ｒｈ、Ａｌ、およびＳｎからなる群より選択された少なくとも一つの物質よりなることを特徴とする請求項１３に記載の化合物半導体発光素子。
【請求項１８】
前記反射電極の厚さは、５０ｎｍないし１０００ｎｍの範囲であることを特徴とする請求項１７に記載の化合物半導体発光素子。
【請求項１９】
前記凝集防止電極は、Ｚｎ、Ｚｎ系合金、Ｒｈ、Ｍｇ系合金、Ａｕ、Ｎｉ、Ｎｉ系合金、ドーピングされたＩｎ酸化物、Ｃｕ、およびＣｕ系合金からなる群より選択された少なくとも一つの物質よりなることを特徴とする請求項１３に記載の化合物半導体発光素子。
【請求項２０】
前記凝集防止電極の厚さは、１ｎｍないし５００ｎｍの範囲であることを特徴とする請求項１９に記載の化合物半導体発光素子。
【請求項２１】
前記凝集防止電極の酸化を防止するために前記凝集防止電極上に積層された酸化防止電極をさらに含むことを特徴とする請求項１３に記載の化合物半導体発光素子。
【請求項２２】
前記酸化防止電極は、Ｒｕ、Ｉｒ、およびＴｉＮからなる群より選択された少なくとも一つの物質よりなることを特徴とする請求項２１に記載の化合物半導体発光素子。
【請求項２３】
前記酸化防止電極の厚さは、１０ｎｍないし１００ｎｍの範囲であることを特徴とする請求項２２に記載の化合物半導体発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、化合物半導体発光素子の低抵抗電極及びそれを用いた化合物半導体発光素子に係り、より詳細には、凝集現象を緩和させて反射率を高めた化合物半導体発光素子の低抵抗電極及び前記低抵抗電極を用いる化合物半導体発光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤのように化合物半導体の特性を用いて電気的な信号を光に変化させる半導体発光素子は、他の発光体に比べて長い寿命、低い駆動電圧、低い消費電力を有するという長所がある。また、応答速度及び耐衝撃性に優れているだけでなく小型軽量化が可能であるという長所もある。このような半導体発光素子は、使う半導体の種類と構成物質によってそれぞれ異なる波長の光が発生でき、必要によって多様な波長の光を作って使うことができる。特に、生産技術の発達と素子構造の改善により非常に明るい光を出す高輝度半導体発光素子も開発されてその活用範囲が非常に広くなった。さらに、１９９０年代の半ばに青色を発する高輝度半導体発光素子が開発されることによって、緑色、赤色、青色の高輝度半導体発光素子を使って自然な総天然色の表示が可能になった。
【０００３】
図１に、一般的なＬＥＤの作動原理を概略的に示す。図１に示されたように、ＬＥＤは、サファイア基板４０上に形成された半導体発光素子１０、前記半導体発光素子１０上に形成された反射電極２０、前記半導体発光素子１０の一部に形成されたｎ型電極３０で構成されている。半導体発光素子１０は、基板４０側から順にｎ型半導体層１３、活性層１５、およびｐ型半導体層１７を積層したものからなる。ここで、ＬＥＤ電極に順方向の電圧を加えれば、ｐ型半導体層１７の正孔とｎ型半導体層１３の電子とが活性層１５内で再結合することで光が発生する。前記活性層１５から放出された光は、半導体発光素子１０上に形成された反射電極２０により反射されてサファイア基板４０を通じてＬＥＤの外部に放出される。このような半導体発光素子１０で発生した光が電極により反射されて基板を通じて放出される方式のＬＥＤにおいては、反射電極２０が光を反射させなければならないため、Ａｇのように反射率の高い伝導性金属を反射電極２０として使う。
【０００４】
一方、青色発光のためには直接遷移エネルギーバンドギャップの大きい(約２.８ｅＶ以上)半導体が必須である。初期には主にＩＩ−ＶＩ族３元系材料を用いて青色や緑色を発光する半導体素子が開発されたが、相対的に短い作動時間のために応用に問題があった。最近ではＩＩＩ−Ｖ族半導体で青色発光のための半導体素子が研究されている。そのうち、ＩＩＩ族窒化物(主にＧａＮと関連した化合物)半導体は、光学的、電気的、熱的刺激に非常に安定しており、発光効率が高いので特に注目されている。
【０００５】
図２は、ＧａＮのようなＩＩＩ族窒化物半導体を半導体発光素子として使うＬＥＤにおいて、半導体発光素子１０のｐ型半導体層１７上に形成された従来の反射電極２０を示す。前述したように、従来にはｐ型半導体層１７上にＡｇのような反射電極２０を形成して使用した。ｐ型半導体層１７上に反射電極２０を形成する一般的な過程は、ｐ型半導体層１７上に電極を蒸着させた後、抵抗を減少させるために熱処理過程を必要とする。
【０００６】
ところが、通常、ｐ型半導体層と反射電極として使うＡｇなどの金属材料間の表面エネルギーの差は大きい。このような表面エネルギーの差によって、熱処理過程でＡｇ電極には図４のＡ及びＣに示されたような凝集現象が発生することが一般的に知られている。図４のＡは、凝集現象が発生したＡｇ電極を上から見た顕微鏡写真であり、図４のＣは、凝集現象が発生したＡｇ電極を側面から見た顕微鏡写真である。このようにＡｇ電極に凝集現象が発生すると、結果的にＡｇ電極の反射率が低下して全体的なＬＥＤの光出力がそれだけ減少する問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、反射電極に発生する凝集現象を緩和して窒化物半導体素子を発光素子として用いるＬＥＤの光出力の低下を抑制させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一例によれば、ｎ型半導体層、活性層、及びｐ型半導体層を備える化合物半導体発光素子のｐ型半導体層上に積層される低抵抗電極は、前記ｐ型半導体層上に積層されて前記活性層から放出される光を反射する反射電極と、熱処理の時の前記反射電極の凝集現象を防止するために前記反射電極上に積層される凝集防止電極と、を含むことを特徴とする。
【０００９】
また、前記化合物半導体発光素子の低抵抗電極は、ｐ型半導体層と反射電極間の接触抵抗を減少させるために、前記ｐ型半導体層と反射電極との間に介在するコンタクト電極をさらに含みうる。また、前記低抵抗電極は、前記凝集防止電極の酸化を防止するために前記凝集防止電極上に積層される酸化防止電極をさらに含みうる。
【００１０】
一方、本発明の他の類型によれば、本発明に係る化合物半導体発光素子は、ｎ型半導体層とｐ型半導体層との間に発光のための活性層を有する窒化物系化合物半導体層と、前記ｐ型半導体層上に積層されて前記活性層から放出される光を反射する反射電極と、熱処理の時の前記反射電極の凝集現象を防止するために前記反射電極上に積層される凝集防止電極と、を含むことを特徴とし、前記凝集防止電極とｐ型半導体層間の表面エネルギーの差は、前記反射電極とｐ型半導体層間の表面エネルギーの差より小さいことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、凝集防止電極を使うことによって、熱処理過程における反射電極の表面への凝集現象の発生を防止しうる。また、酸化防止電極を前記凝集防止電極上に積層することによって凝集防止電極の酸化を防止しうる。したがって、本発明によれば、電気的抵抗が非常に低い半導体発光素子用の電極が得られ、電力の消耗が少ない半導体発光素子が得られる。また、本発明によれば、半導体発光素子の安定的な量産が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、添付した図面に基づき本発明の構成について詳細に説明する。
【００１３】
図３のＡは、既存の反射電極２０の上に凝集防止電極２４を追加した例を示したものであり、図３のＢは、既存の反射電極２０の下にコンタクト電極２２、上に凝集防止電極２４を追加した例を示したものである。
【００１４】
既存の反射電極２０上に凝集防止電極２４を追加した図３のＡに示された一例について説明すれば、次の通りである。
【００１５】
前述したように、従来の化合物半導体発光素子、特に、青色発光のためにＧａＮのようなＩＩＩ族窒化物半導体を用いる化合物半導体発光素子は、ｐ型半導体層１７上に反射電極２０が積層される構成である。この時、前記反射電極２０は、電極としての役割と共に、半導体発光素子の活性層１５から発生した光をサファイア基板４０に反射させる反射層としての役割を行う必要がある。したがって、反射電極２０は、一般的に電気伝導度が高く、光をよく反射させる物質で構成される。このような材料としてＡｇ、Ｒｈ、Ａｌ、Ｓｎなどが主に使われるが、特に、Ａｇを多く使う。
【００１６】
ところが、このような反射電極２０材料は、下層のｐ型半導体層１７との表面エネルギー差が非常に大きいため、電極の積層後の熱処理過程で凝集現象が発生する。このような凝集現象は、電極の電気抵抗を高める問題をもたらした。
【００１７】
本発明はこのような現象を防止するために、図３のＡに示されたように、反射電極２０上にｐ型半導体層１７との表面エネルギー差が比較的少ない伝導性物質を積層する。このような物質としては、Ｚｎ、Ｚｎ系合金、Ｒｈ、Ｍｇ系合金、Ａｕ、Ｎｉ、Ｎｉ系合金、ドーピングされたＩｎ酸化物、Ｃｕ、Ｃｕ系合金などがあるが、特に、望ましい材料としてはＮＩ、Ｒｈ、Ｎｉ-Ｚｎ、Ｎｉ−Ｍｇなどがある。このような材料は、ｐ型半導体層１７との表面エネルギー差が少なく、かつ電気伝導性も優れているために反射電極２０上に積層されて凝集防止層(Ａｇｇｌｏｍｅｒａｔｉｏｎ Ｐｒｅｖｅｎｔｉｎｇ Ｌａｙｅｒ：ＡＰＬ)と電極としての役割とを行うことができる。以下、このような電極層を凝集防止電極という。
【００１８】
反射電極２０上に凝集防止電極２４が形成されれば、凝集防止電極２４に使われる材料とｐ型半導体層１７との表面エネルギー差が小さいため、以後の熱処理過程で発生しうる変形が凝集防止電極２４とｐ型半導体層１７の場合には互いに類似している。その結果、凝集防止電極２４は、反射電極２０が熱処理過程で凝集することを防ぐことができ、電極の表面が平坦な状態を維持する。図４のＡないしＤに、反射電極２０上に凝集防止電極２４が積層されていない場合と積層された場合とを示す。図の４Ａ及びＣは、凝集防止電極２４が積層されていない従来のものを示したものであって、多くの凝集が発生していることが確認できる。一方、図４のＢ及びＤは、本発明の凝集防止電極２４が積層されている場合を示したものであって、従来のものとは異なって、凝集がほとんど発生しないことが確認できる。このように、反射電極２０に凝集が発生しないと、反射率が低下しないために高反射状態を維持しうる。したがって、本発明の電極を用いる半導体発光素子は反射率の低下が従来に比べて非常に少なくなる。
【００１９】
この時、凝集防止電極２４の厚さがあまり厚いと、電気抵抗が高くなる問題がある。一方、あまり薄い場合には凝集防止効果がなくなるので、凝集防止電極２４の厚さを適当に調節する必要がある。凝集防止電極２４の厚さは全体半導体素子のサイズ及び反射電極２０の厚さを考慮して決定することができるが、１ｎｍないし５００ｎｍの範囲であることが好ましい。通常、反射電極２０の厚さは５０ｎｍないし１０００ｎｍであると好ましいが、１００ないし５００ｎｍを使うことがより好ましい。例えば反射電極２０の厚さが２００ｎｍであるとする時、凝集防止電極２４の厚さは１ｎｍないし２００ｎｍの範囲内にあることが適当である。より望ましくは、前記凝集防止電極２４の厚さは約２０ｎｍであることが適当である。
【００２０】
積層方式は一般的な電子ビーム蒸着器を用いることができる。すなわち、電子ビームにより発生した反射電極材料の金属蒸気と凝集防止電極材料の金属蒸気を基板に順次に露出させて多層薄膜構造に積層する。次に、３００℃ないし６００℃の温度範囲内で約５分間熱処理を行うことが好ましい。この時、熱処理は、少なくとも酸素を含む雰囲気で実施することが望ましい。熱処理時間と雰囲気は特に限定されるものではなく適宜決定することができる。
【００２１】
一方、図３のＢに示されたように、接触抵抗を減少できる追加的な電極をｐ型半導体層１７と反射電極２０との間に積層すると、電極の全体的な接触抵抗が上昇することを防止できるため好ましい。以下、このような電極層をコンタクト電極と言う。前記コンタクト電極２２は、窒化物半導体発光素子の活性層１５から発生した光を通過させて反射電極２０に到達できるようにする。また、反射電極２０から反射された光を通過させてサファイア基板４０を通じて放出させなければならないので、高い透明度が要求される。このような要件を充足させる材料としては、Ｌａ系合金、Ｎｉ系合金、Ｚｎ系合金、Ｃｕ系合金、熱電酸化物、ドーピングされたＩｎ酸化物、ＩＴＯ、ＺｎＯなどがある。特に、望ましい材料としてＺｎ−Ｎｉ、Ｎｉ−Ｍｇ、Ｚｎ−Ｍｇなどが挙げられる。
【００２２】
この時、前記コンタクト電極２２の厚さがあまり厚いと、全体的な反射率が低下するおそれがあり、あまり薄いと積層の効果が落ちるおそれがあるので、コンタクト電極２２の厚さを適当に調節する必要がある。コンタクト電極２２の厚さは半導体発光素子のサイズ及び反射電極２０の厚さを考慮して決定するが、０．１ｎｍないし２００ｎｍの範囲であることが好ましく、通常、反射電極２０の厚さが２００ｎｍであるとする時には、１ｎｍないし２００ｎｍの範囲内にあることが適当である。より望ましくは、前記コンタクト電極２２の厚さは約３ｎｍであることが適当である。
【００２３】
凝集防止電極としてＣｕのような金属材料を使う場合、表面の酸化によって経時的に電極の電流−電圧特性が劣化するおそれがある。凝集防止電極がない場合には、図９のＡに示すように反射電極で凝集現象が深刻に現れる。凝集現象を防止するために反射電極上に凝集防止電極を形成すれば凝集現象を防止することができるが、上述のようにＣｕのような金属材料を用いると、図９のＢに示すように経時的に凝集防止電極の酸化が部分的に発生するおそれがある。凝集防止電極の表面が酸化されると、電極の電流−電圧特性が悪化し化合物半導体発光素子の作動電圧が非常に上昇する。図１０に、凝集防止電極が酸化された場合の電流−電圧特性を示すが、凝集防止電極が酸化されると最初の電圧の印加時に作動電圧が高くなり、その後、電圧を印加する度に作動電圧が矢印で示すように移動し、電流−電圧特性が次第に良好になる。このような酸化問題は製品の量産過程で大きい問題となる。そこで、図１１のＡおよびＢに示すように、凝集防止電極２４上に酸化防止電極２６を積層すると、凝集防止電極２４の表面酸化を防止できるため好ましい。凝集防止電極２４表面が酸化することにより、発光素子の電流−電圧特性が低下するおそれがある。
【００２４】
本発明では、前記酸化防止電極２６としてＲｕ、Ｉｒ、ＴｉＮなどの材料を用いることが好ましい。このような酸化防止電極２６の厚さは、１０ｎｍないし１００ｎｍであることが好ましく、より好ましくは３０ｎｍないし１００ｎｍである。このように、酸化防止電極２６を形成すると図９のＣに示すように、表面の凝集現象もなく、凝集防止電極２４の径時的な酸化も殆ど生じない。
【実施例】
【００２５】
以下、本発明に係る電極製造方法の実施例について説明するが、これらの実施例は本発明を限定するものではない。
【００２６】
（実施例１）
１)ｐ型半導体層を含むＧａＮ系化合物半導体素子をトリクロロエチレン、アセトン、メタノール、蒸溜水で超音波洗浄機内で６０℃でそれぞれ５分ずつ表面洗浄した後、試料に残っている水分を除去するために１００℃で１０分間ハードベーキングした。
【００２７】
２)次いで、ｐ型半導体層上にフォトレジストを４，５００ｒｐｍでスピンコーティングした後、８５℃で１５分間ソフトベーキングした。
【００２８】
３)前記フォトレジストを所定のパターンで露光するために、露光用マスクと基板とを整列させた後、２２.８ｍＷ強度の紫外線に１５秒間露出させ、現像液と蒸溜水とを１:４の割合で混合した溶液中に前記ＧａＮ系化合物半導体素子を２５秒間浸漬させて現像した。
【００２９】
４)現象が完了した後、基板に残留する汚染物質を除去するために基板をＢＯＥ溶液に５分間浸漬した。
【００３０】
５)基板から汚染物質が除去された後に、電子ビーム蒸着器を用いてＡｇ及びＮｉＺｎをそれぞれ５０ｎｍと１０ｎｍの厚さに蒸着した。ここで、Ａｇは反射電極となり、ＮｉＺｎは凝集防止電極となる。
【００３１】
図５のＡは、このような実施例１により形成された電極の電気的特性を実験した結果を示す図面である。図５のＡの３つのグラフは前記１)〜５）の過程により形成された電極を熱処理前、空気雰囲気で５００℃で熱処理した後、窒素雰囲気で５００℃で熱処理した後の特性をそれぞれ示すものである。図示されたように、空気雰囲気で５００℃で熱処理した場合が最も電気的特性が良いことがわかる。
【００３２】
以下、実施例２〜８は、前記１)ないし４）の過程と電子ビーム蒸着器を用いて電極層を蒸着する過程とが同一である。但し、電極の材料、厚さ、熱処理温度などの差だけがあるので、それについてのみ説明する。
【００３３】
（実施例２）
実施例２ではＡｇを２００ｎｍの厚さに積層して反射電極を形成し、Ｚｎを５０ｎｍの厚さに積層して凝集防止電極を形成した後、それぞれ空気雰囲気で３３０℃、４３０℃、５３０℃で熱処理して電極の電気的特性を実験した。その他の条件は実施例１と同様にした。図５のＢは、このような実施例２により形成された電極の電気的特性を実験した結果であって、５３０℃で熱処理した場合が最も優れた特性を示す。
【００３４】
（実施例３）
実施例３の場合、Ｒｈを２.５ｎｍ積層してコンタクト電極を形成し、Ａｇを２００ｎｍ積層して反射電極を形成し、Ｒｈを２０ｎｍ積層して凝集防止電極を形成した。その後、熱処理前と、少なくとも酸素を含む雰囲気で３３０℃、４３０℃、５３０℃で熱処理した場合について電気的特性を実験した。その他の条件は実施例１と同様にした。図６のＡは、このように形成された電極の電気的特性を示すものであり、図６のＢは、このように製造された半導体発光素子の電気的特性を示すものである。本実施例による半導体発光素子のターンオン電圧は３Ｖであって、順方向に電圧を加えた時に３Ｖ前後で注入電流が急増するほど優れた特性を有することである。実施例３の場合、３３０℃で熱処理した場合が最も優秀な電気的特性を有することがわかる。
【００３５】
（実施例４）
実施例４の場合、Ｎｉ-Ｚｎ合金を３ｎｍ積層してコンタクト電極を形成し、Ａｇを２００ｎｍ積層して反射電極を形成し、Ｎｉ-Ｚｎ合金を２０ｎｍ積層して凝集防止電極を形成した。その後、少なくとも酸素を含む雰囲気で５３０℃で熱処理した場合について電気的特性を実験した。その他の条件は実施例１と同様にした。
【００３６】
（実施例５）
実施例５の場合、Ｎｉ-Ｚｎ合金を３ｎｍ積層してコンタクト電極を形成し、Ａｇを２００ｎｍ積層して反射電極を形成し、Ｎｉを２０ｎｍ積層して凝集防止電極を形成した。その後、少なくとも酸素を含む雰囲気で５３０℃で熱処理した場合について電気的特性を実験した。その他の条件は実施例１と同様にした。
【００３７】
（比較例１）
Ａｇを２００ｎｍ積層して反射電極を形成し、凝集防止電極およびコンタクト電極は形成しなかった。その後熱処理前と、少なくとも酸素を含む雰囲気で５３０℃で熱処理した場合について電気的特性を実験した。その他の条件は実施例１と同様にした。
【００３８】
図７のＡは、実施例４および実施例５による電極の電気的特性とＡｇだけを積層して反射電極だけ形成された比較例１の電極とを示したものである。また、図７のＢは、実施例４および実施例５によって製造された半導体発光素子の電気的特性と従来の方式による比較例１の半導体発光素子の電気的特性とを示したものである。図７のＡおよび図７のＢに示すグラフを通じて分かるように、実施例４及び実施例５の場合が何れも比較例１より優れた特性を有する。
【００３９】
（実施例６）
実施例６の場合、Ｎｉ−Ｍｇ合金を２.５ｎｍ積層してコンタクト電極を形成し、Ａｇを２００ｎｍ積層して反射電極を形成し、Ｎｉ−Ｍｇ合金を２０ｎｍ積層して凝集防止電極を形成した。その後、熱処理前と、３３０℃、５３０℃で熱処理した場合について電気的特性を実験した。その他の条件は実施例１と同様にした。図８のＡは、このように形成された電極の電気的特性を表すものであり、図８のＢは、このように製造された半導体発光素子の電気的特性を表すものである。実施例６の場合、５３０℃で熱処理した場合が最も優秀な電気的特性を有することがわかる。
【００４０】
（実施例７）  Ａｇを２５０ｎｍの厚さに積層して反射電極２０を形成し、Ｃｕを３０ｎｍの厚さに積層して凝集防止電極２４を形成し、Ｒｕを２０ｎｍの厚さに積層して酸化防止電極２６を形成した後、それぞれ熱処理しない場合と少なくとも酸素を含む雰囲気で３３０℃、５３０℃で熱処理した場合の電極の電気的特性を実験した。その他の条件は実施例１と同様にした。図１２のＡに示されたように、電極の形成後に所定時間が経過した後、最初の電圧印加時にも作動電圧(３Ｖ)付近で電流が急激に流れる優れた電流−電圧特性を確認することができる。
【００４１】
（実施例８）
Ａｇを２５０ｎｍの厚さに積層して反射電極２０を形成し、Ｃｕを３０ｎｍの厚さに積層して凝集防止電極２４を形成し、ＴｉＮを２０ｎｍの厚さに積層して酸化防止電極２６を形成した後、それぞれ熱処理しない場合と少なくとも酸素を含む雰囲気で３３０℃、５３０℃で熱処理した場合の電極の電気的特性を実験した。図１２のＢに示されたように、電極の形成後に所定時間が経過した後、最初の電圧印加時にも作動電圧(３Ｖ)付近で電流が急激に流れる、優れた電流−電圧特性を確認することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】一般的なＬＥＤの作動原理を概略的に示す斜視図である。
【図２】化合物半導体発光素子上に形成された従来の電極層を示す断面模式図である。
【図３】Ａ及びＢは、本発明の化合物半導体発光素子の一例を示す。
【図４】ＡおよびＣは、従来の電極の熱処理後の表面を示し、ＢおよびＤは本発明の電極の熱処理後の表面をそれぞれ示す。
【図５】Ａ及びＢは、本発明の実施例１及び実施例２による結果を示すグラフであって、それぞれｐ−ＧａＮ半導体層上にＡｇとＮｉＺｎを積層した場合と、ＡｇとＺｎを積層した場合に対する発光素子の電気的な特性であるＩ−Ｖ測定結果を示したものである。
【図６】Ａは、本発明の実施例３による結果を示すグラフであって、ｐ−ＧａＮ半導体層上にＲｈ/Ａｇ/Ｒｈ層をそれぞれ積層した電極の電気的な特性であるＩ−Ｖ測定結果を示したものである。Ｂは、実施例３により得た発光素子の電気的な特性であるＩ−Ｖ測定結果を示したものである。
【図７】Ａは、ｐ−ＧａＮ半導体層上にＮｉ-Ｚｎ/Ａｇ/Ｎｉ-Ｚｎ層をそれぞれ積層した場合とＮｉ-Ｚｎ/Ａｇ/Ｎｉ層をそれぞれ積層した場合に対する本発明の実施例４及び実施例５による結果を示すグラフであって、電極の電気的な特性であるＩ−Ｖ測定結果を示したものである。Ｂは、実施例４及び第５実施例により得た発光素子の電気的な特性であるＩ−Ｖ測定結果を示したものである。
【図８】Ａは、本発明の実施例６による結果を示すグラフであって、ｐ−ＧａＮ半導体層上にＮｉ−Ｍｇ/Ａｇ/Ｎｉ−Ｍｇ層をそれぞれ積層した電極の電気的な特性であるＩ−Ｖ測定結果を示したものである。Ｂは、実施例６により得た発光素子の電気的な特性であるＩ−Ｖ測定結果を示したものである。
【図９】ＡないしＣは、それぞれ従来の電極、凝集防止電極が形成された電極、及び酸化防止電極が形成された電極の表面を示す。
【図１０】本発明に係る凝集防止電極が酸化された場合の電流−電圧特性を示すグラフである。
【図１１】Ａ及びＢは、本発明の酸化防止電極が形成された電極構造を示す断面図である。
【図１２】実施例７および実施例８の電流−電圧特性を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４３】
１０    半導体発光素子、
１３    ｎ型半導体層、
１５    活性層、
１７    ｐ型半導体層、
２０    反射電極、
２２    コンタクト電極、
２４    凝集防止電極、
２６    酸化防止電極、
３０    ｎ型電極、
４０    基板、
５０    光。
【図１】
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【図２】
2005197687.tif 000004
【図３】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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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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【図８】
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【図９】
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