(57)【要約】【課題】  窒化物半導体発光素子の過電圧抵抗と輝度を向上させる。【解決手段】  基板上にn型半導体層、活性層、p型半導体層及び高濃度p型半導体層を順次に形成する。上記半導体構造は上記n型半導体層の一部領域が露出するようメサ形態でエッチングする。上記高濃度p型半導体層と上記n型半導体層の露出領域には夫々n型不純物を高濃度ドーピングし第1及び第2高濃度n型不純物ドーピング領域を形成する。上記第1及び第2高濃度n型不純物ドーピング領域上に夫々p側電極及びn側電極を形成し、逆方向バイアスにより半導体と金属電極とのオーミック接触を改善して動作電圧を下げながら過電圧抵抗と輝度を向上させることができる。【選択図】図1
2005229085.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成されたn型半導体層と、
上記n型半導体層の一部領域を露出させるよう上記n型半導体層上に形成された活性層と、
上記活性層上に形成されたp型半導体層と、
上記p型半導体層上に形成された高濃度p型半導体層と、
上記高濃度p型半導体層と上記n型半導体層の露出領域に夫々形成されn型不純物が高濃度でドーピングされた第1及び第2高濃度n型不純物ドーピング領域と、
上記第1及び第2高濃度n型不純物ドーピング領域上に夫々形成されたp側電極及びn側電極と、
を含む窒化物半導体発光素子。
【請求項２】
上記n型不純物はC、Si、Ge、Sn、N、P、As及びSbを含んだ群から選択されることを特徴とする請求項1に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項３】
上記n型不純物は濃度が1E18ないし1E20原子/cm3であることを特徴とする請求項1に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項４】
上記第1及び第2高濃度n型不純物ドーピング領域は厚さが夫々10Åないし1μｍであることを特徴とする請求項1に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項５】
上記n側及びp側電極は酸化インジウム錫(ITO)、酸化カドミウム錫(CTO)及び窒化チタンタングステン(TiWN)を含んだ群から選択される素材から成ることを特徴とする請求項1に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項６】
上記n側及びp側電極と上記第1及び第2高濃度n型不純物ドーピング領域間に夫々形成される透明金属層をさらに含み、上記透明金属層は酸化インジウム錫(ITO)、酸化カドミウム錫(CTO)及び窒化チタンタングステン(TiWN)を含んだ群から選択される素材から成ることを特徴とする請求項1に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項７】
基板上にn型半導体層、活性層、p型半導体層及び高濃度p型半導体層を順次に形成する段階と、
上記n型半導体層の一部領域が露出するよう上記半導体構造をメサ形態でエッチングする段階と、
上記高濃度p型半導体層と上記n型半導体層の露出領域にn型不純物を高濃度でドーピングし第1及び第2高濃度n型不純物ドーピング領域を夫々形成する段階と、
上記第1及び第2高濃度n型不純物ドーピング領域上にp側電極及びn側電極を夫々形成する段階と、
を含む窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項８】
上記ドーピング段階は、
上記半導体構造の上面に二酸化珪素(SiO2)層を形成し、
上記高濃度p型半導体層の少なくとも一部と上記n型半導体層の露出領域の少なくとも一部が露出するよう上記二酸化珪素層を選択的にエッチングし、
n型不純物を上記二酸化珪素層の選択的にエッチングされた部分を通してイオン注入し上記高濃度p型半導体層と上記n型半導体層の露出領域をドーピングすることを特徴とする請求項7に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項９】
上記n型不純物はC、Si、Ge、Sn、N、P、As及びSbを含んだ群から選択されることを特徴とする請求項7に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項１０】
上記n型不純物を1E18ないし1E20原子/cm3の濃度でドーピングすることを特徴とする請求項7に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項１１】
上記第1及び第2高濃度n型不純物ドーピング領域を夫々10Åないし1μｍの厚さで形成することを特徴とする請求項7に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項１２】
上記n側及びp側電極は酸化インジウム錫(ITO)、酸化カドミウム錫(CTO)及び窒化チタンタングステン(TiWN)を含んだ群から選択される素材から成ることを特徴とする請求項7に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項１３】
上記n側及びp側電極を形成する段階以前に上記第1及び第2高濃度n型不純物ドーピング領域上に透明金属層を夫々形成する段階をさらに含み、
上記n側及びp側透明金属層は酸化インジウム錫(ITO)、酸化カドミウム錫(CTO)及び窒化チタンタングステン(TiWN)を含んだ群から選択される素材から成ることを特徴とする請求項7に記載の窒化物半導体発光素子製造方法。
【請求項１４】
基板上に第1n型半導体層、活性層、p型半導体層、高濃度p型半導体層及び第2n型半導体層を順次に形成する段階と、
上記第1n型半導体層の一部領域が露出するよう上記半導体構造をメサ形態でエッチングする段階と、
n型不純物をドーピングして上記第2n型半導体層を第1高濃度n型不純物ドーピング領域に形成し上記第1n型半導体層の露出領域に第2高濃度n型不純物ドーピング領域を夫々形成する段階と、
上記第1及び第2高濃度n型不純物ドーピング領域上にp側電極及びn側電極を夫々形成する段階と、
を含む窒化物半導体発光素子製造方法。
【請求項１５】
上記ドーピング段階は、
上記半導体構造の上面に二酸化珪素(SiO2)層を形成し、
上記第2n型半導体層の少なくとも一部と上記第1n型半導体層の露出領域の少なくとも一部が露出するよう上記二酸化珪素層を選択的にエッチングし、
n型不純物を上記二酸化珪素層の選択的にエッチングされた部分を通してイオンを注入し上記第2n型半導体層と上記第1n型半導体層の露出領域をドーピングすることを特徴とする請求項14に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項１６】
上記n型不純物はC、Si、Ge、Sn、N、P、As及びSbを含んだ群から選択されることを特徴とする請求項14に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項１７】
上記n型不純物を1E18ないし1E20原子/cm3の濃度でドーピングすることを特徴とする請求項14に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項１８】
上記高濃度p型半導体層を10Åないし1μｍの厚さで形成することを特徴とする請求項14に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項１９】
上記第1及び第2高濃度n型不純物ドーピング領域を夫々10Åないし1μｍの厚さで形成することを特徴とする請求項14に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項２０】
上記n側及びp側電極は酸化インジウム錫(ITO)、酸化カドミウム錫(CTO)及び窒化チタンタングステン(TiWN)を含んだ群から選択される素材から成ることを特徴とする請求項14に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項２１】
上記n側及びp側電極を形成する段階以前に上記第1及び第2高濃度n型不純物ドーピング領域上に透明金属層を夫々形成する段階をさらに含み、
上記透明金属層は酸化インジウム錫(ITO)、酸化カドミウム錫(CTO)及び窒化チタンタングステン(TiWN)を含んだ群から選択される素材から成ることを特徴とする窒化物半導体発光素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は窒化物半導体発光素子に関するものである。さらに具体的には逆方向バイアスにより半導体と金属電極とのオーミック接触を改善して動作電圧を下げながら過電圧抵抗と輝度を向上させられる窒化物半導体発光素子及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、窒化物系半導体は青色または緑色波長帯の光を得るための発光ダイオード(LED)に使用されており、代表的にAlxInyGa(1-x-y)N組成式を有する半導体物質がある。ここで0≦x≦1、0≦y≦1、0≦x+y≦1である。
【０００３】
緑色光を生成する発光素子には約3.4eVの広いバンドギャップを有するGaN半導体物質が使用される。こうしたGaN半導体物質のように、窒化物系半導体は広いバンドギャップを有するので、電極とオーミック接触を形成するのに困難がある。より具体的にp側電極部位に接触抵抗が高くなり、これにより素子の動作電圧が高くなる同時に発熱量が多くなる問題がある。このようなオーミック接触の形成案として諸手段を提案できるが、オーミック接触の形成部分が主な光放出面となるので、活性層から生成された光の透過を保障すべきとの重要な要求事項が伴われ、実際に採用できる手段は極めて制限される。
【０００４】
こうした要求事項を満足する従来の技術としては、特許文献１に記載されたものがある。上記文献はNi/Auの二重層を利用した透明電極層を提案しており、図11は上記文献による窒化物半導体発光素子構造の一形態を示す。
【０００５】
図11に示したように、従来の窒化物半導体発光素子(10)はサファイア基板(11)上に順次に形成されたn型GaNクラッド層(13)、多重量子井戸構造(MQW)のGaN/InGaN活性層(15)及びp型GaNクラッド層(17)を含み、上記p型GaNクラッド層(17)とGaN/InGaN活性層(15)はその一部領域が除去されn型GaNクラッド層(13)の一部上面を露出した構造を有する。n型GaNクラッド層(13)上にはn側電極(19a)が形成され、p型GaNクラッド層(17)上にはオーミック接触を形成するためにNi/Auから成る透明電極(18)を形成した後に、p側ボンディング電極(19b)を形成する。上記透明電極(18)は透光性を有しながら接触抵抗を改善するための層としてNi/Auの二重層の蒸着工程と後続する熱処理工程を経て形成することができる。
【０００６】
しかし、上記記述によると、p型半導体層上に透明電極が付着されるのでオーミック接触が相対的に不良で駆動電圧が高く維持され、またこれら同士の接着力が低く相対的に透光度の低いNi/Auなどの金属のみが付着されるので、輝度改善が困難である。また、上記n型GaNクラッド層はn側電極と結合する際過電圧抵抗が相対的に不良である。
【特許文献１】米国特許第5563422号（「窒化ガリウム系III−IV族化合物半導体装置及び製造方法(Gallium Nitride-Based III-V Group Compound Semiconductor Device and Method of Producing the Same)」譲受人:Nichia Chemical Industries、Ltd.）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は前述した従来技術の問題を解決すべく案出したもので、本発明の目的は逆方向バイアスにより半導体と金属電極とのオーミック接触を改善して動作電圧を下げながら過電圧抵抗と輝度を向上させられる窒化物半導体発光素子を提供することにある。
【０００８】
本発明の他目的は前述した窒化物半導体発光素子を製造できる製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前述した本発明の目的を成し遂げるための本発明の特徴により提供される窒化物半導体発光素子は、基板上に形成されたn型半導体層と、上記n型半導体層の一部領域を露出させるよう上記n型半導体層上に形成された活性層と、上記活性層上に形成されたp型半導体層と、上記p型半導体層上に形成された高濃度p型半導体層と、上記高濃度p型半導体層と上記n型半導体層の露出領域に夫々形成されn型不純物が高濃度でドーピングされた第1及び第2高濃度n型不純物ドーピング領域と、上記第1及び第2高濃度n型不純物ドーピング領域上に夫々形成されたp側電極及びn側電極と、を含む。
【００１０】
前述した本発明の目的を成し遂げるための本発明の他特徴により提供される窒化物半導体発光素子製造方法は、MOCVD法を利用して基板上にn型半導体層、活性層、p型半導体層及び高濃度p型半導体層を順次に形成する段階と、上記n型半導体層の一部領域が露出するよう上記半導体構造をメサ形態でエッチングする段階と、上記高濃度p型半導体層と上記n型半導体層の露出領域にn型不純物を高濃度ドーピングして第1及び第2高濃度n型不純物ドーピング領域を夫々形成する段階と、上記第1及び第2高濃度n型不純物ドーピング領域上にn側電極及びp側電極を夫々形成する段階と、を含む。
【００１１】
上記窒化物半導体発光素子の製造方法において、上記ドーピング段階は好ましくは上記半導体構造上面に二酸化珪素(SiO2)層を形成し、上記高濃度p型半導体層の少なくとも一部と上記n型半導体層の露出領域の少なくとも一部が露出するよう上記二酸化珪素層を選択的にエッチングし、n型不純物を上記二酸化珪素層の選択的にでエッチングした部分を通してイオン注入し上記高濃度p型半導体層と上記n型半導体層の露出領域をドーピングする。
【００１２】
前述した本発明の目的を成し遂げるための本発明のさらに異なる特徴により提要される窒化物半導体発光素子の製造方法は、基板上に第1n型半導体層、活性層、p型半導体層、高濃度p型半導体層及び第2n型半導体層を順次に形成する段階と、上記第1n型半導体層の一部領域が露出するよう上記半導体構造をメサ形態でエッチングする段階と、n型不純物をドーピングして上記第2n型半導体層を第1高濃度n型不純物ドーピング領域に形成し上記第1n型半導体層の露出領域に第2高濃度n型不純物ドーピング領域を夫々形成する段階と、上記第1及び第2高濃度n型不純物ドーピング領域上にp側電極及びn側電極を夫々形成する段階と、を含む。
【００１３】
上記窒化物半導体発光素子の製造方法において、上記ドーピング段階は好ましくは上記半導体構造の上面に二酸化珪素層を形成し、上記第2n型半導体層の少なくとも一部と上記第1n型半導体層の露出領域の少なくとも一部が露出するよう上記二酸化珪素層を選択的にエッチングし、n型不純物を上記二酸化珪素層の選択的にエッチングした部分を通してイオン注入し上記第2n型半導体層と上記第1n型半導体層の露出領域をドーピングする。
【発明の効果】
【００１４】
前述したような本発明の窒化物半導体発光素子及びその製造方法によると、高濃度p型半導体層上の第1高濃度n型不純物ドーピング領域が逆方向バイアスによりトンネル接合を成し優れたオーミック接触を確保でき駆動電圧を下げることができる。
【００１５】
また、上記n型クラッド層の露出した第2領域に形成された第2高濃度n型不純物ドーピング領域はオーミック接触及び金属接着力に優れるばかりでなく過電圧抵抗を改善させることができる。
【００１６】
さらに、オーミック接触の改善により透光度に優れたITO、CTO及びTiWN中いずれかから透明金属層を形成できるので本発明の窒化物半導体発光素子の輝度を向上させることができる。
【００１７】
上記においては本発明の好ましい実施例を参照し説明したが、当技術分野において通常の知識を有する者であれば添付の特許請求の範囲に記載された本発明の思想及び領域から外れない範囲内において本発明を多様に修正及び変更できることに想到するであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の諸特徴及び利点を添付の図に係わり下記のように詳しく説明する。
【００１９】
図1は本発明による窒化物半導体発光素子を示した断面図である。
【００２０】
図1によると、本発明の窒化物半導体発光素子(100)はサファイア(Al2O3)基板(102)上に順次に形成されたバッファ層(104)、複数の半導体層(104-114)、第1及び第2高濃度n型不純物ドーピング領域(116、118)及びp側とn側透明金属層(120、122)を含む。
【００２１】
上記バッファ層(104)は上記サファイア基板(102)の上面に形成され、格子定数差が大きくぬれ性(wettability)が不良なサファイア基板(102)の表面と上部の窒化物系半導体層とのストレスを下げこれらのエピタキシャル成長を可能にする。上記バッファ層(104)は通常GaN、AlN、AlGaN及びInGaN中のいずれかから成る。
【００２２】
上記バッファ層(104)上にはノンドーピングGaN層(106)を形成し、上記ノンドーピングGaN層(106)上にはn型クラッド層またはn型半導体層(108)を形成してある。上記n型半導体層(108)上には上記n型半導体層(108)を一部露出させるよう活性層(110)を形成するが、以下上記活性層(110)で覆われた部分を第1領域とし、活性層(110)の無い部分を第2領域とする。
【００２３】
光を発散する活性層(110)は通常InGaN層を井戸とし、(Al)GaN層を壁層(barrier layer)として成長させ多重量子井戸構造(MQW)を形成することにより行われる。青色発光ダイオードにおいてはInGaN/GaNなどの多重量子井戸構造、紫外線発光ダイオードにおいてはGaN/AlGaN、InAlGaN/InAlGaN及びInGaN/AlGaNなどの多重量子井戸構造が使用されている。こうした活性層の効率向上に係わり、InまたはAlの組成比率を変化させることにより光の波長を調節したり、活性層内の量子井戸の深さ、活性層の数、厚さなどを変化させることにより発光ダイオードの内部量子効率(ηi)を向上させる。
【００２４】
上記活性層(110)上にはp型クラッド層を形成してある。P型クラッド層は上記活性層(110)上に形成されたp型半導体層(112)と、上記p型半導体層(112)上に形成されたp+半導体層とも呼ばれる高濃度p型半導体層(114)とを含む。ここで、上記高濃度p型半導体層は10Åないし1μｍの厚さを有する。
【００２５】
上記高濃度p型半導体層(114)の上部領域にはn型不純物が高濃度ドーピングされた第1n+-GaN層または第1不純物ドーピング領域(116)を形成し、上記n型半導体層(108)の露出した第2領域にはn型不純物が高濃度ドーピングされた第2n+-GaN層または第2高濃度n型不純物ドーピング領域(118)を形成してある。
【００２６】
ここで、上記第1及び第2高濃度n型不純物ドーピング領域(116、118)にドーピングされるn型不純物はC、Si、Ge、Sn、N、P、As及びSbを含む群から選択され、好ましくはイオン注入(ion implantation)により1E18（1×1018）ないし1E20（1×1020）原子/cm3の濃度でドーピングされる。また、上記第1及び第2高濃度n型不純物ドーピング領域(116、118)は夫々10Åないし1μｍ、好ましくは100ないし1000Åの厚さを有する。
【００２７】
このように、高濃度p型半導体層(114)上に上記第1高濃度n型不純物ドーピング領域(116)が形成されると逆方向バイアス(reverse bias)によりトンネル接合(tunneling junction)が成され優れたオーミック接触(ohmic contact)を確保でき駆動電圧を下げることができる。
【００２８】
上記n型半導体層(108)の露出した第2領域に形成された第2高濃度n型不純物ドーピング領域(118)はN-GaNのn型半導体層(108)よりオーミック接触及び金属接着力が優れるばかりでなく過電圧抵抗を改善することができる。
【００２９】
このように第1及び第2高濃度n型不純物ドーピング領域(116、118)によりオーミック接触が改善されると、透明電極の機能を行う上記p側透明金属層(120)とn側透明金属層(122)を酸化インジウム錫(ITO)、酸化カドミウム錫(CTO)及び窒化チタンタングステン(TiWN)中いずれかから形成しやすい。これらは例えばITOの光透過率が90ないし98%として、従来のNi/Auの透過率65ないし80%に比して優れており、本発明の窒化物半導体発光素子(100)の輝度を向上させることができる。
【００３０】
一方、図示してはいないが、p側及びn側透明金属層(120、122)上には夫々p側及びn側ボンディング電極をさらに形成して窒化物半導体発光素子(100)を外部の電源供給装置と電気的に連結することができる。
【００３１】
これと異なって、p側及びn側ボンディング電極をさらに形成せず、p側及びn側透明金属層(120、122)を直接p側及びn側ボンディング電極として活用することもできる。
【００３２】
以下、図2ないし図5の工程断面図を図1と共に参照しながら本発明による窒化物半導体製造方法の第1実施例を説明する。
【００３３】
先ず、図2に示したように、MOCVD法を利用してサファイア基板(102)上にバッファ層(104)、ノンドーピングGaN層(106)、n型半導体層(108)、活性層(110)、p型半導体層(112)及び高濃度p型半導体層(114)を順次に形成する。ここで、高濃度p型半導体層(114)は20Åないし2μｍ、好ましくは200ないし2000Åの厚さに形成する。
【００３４】
次いで、図3に示したように、全体の半導体構造をメサ構造にエッチングしてn型半導体層(108)が活性層(110)下部の第1領域と露出した第2領域とに区分されるようにする。このエッチングは必ずしもn型半導体層(108)を図のような段差形態で削るほど行うわけではなく、単にn型半導体層(108)の第2領域が露出するほどに行えばよい。
【００３５】
このようにエッチングされた半導体構造の上面に、図4のように二酸化珪素(SiO2)層(130)を蒸着させる。
【００３６】
次いで、上記二酸化珪素層(130)を選択的にエッチングして高濃度p型半導体層(114)の少なくとも一部とn型半導体層(108)の第2領域の少なくとも一部を露出させる。
【００３７】
上記二酸化珪素層(130)の選択的エッチングは湿式または乾式で行うことができる。ウェットエッチングは希釈したフッ化水素(HF)またはBOE(Buffered Oxide Etch)と呼ばれるHFとNH4Fとを水に希釈した溶液を使用して、15ないし40℃の温度範囲において10秒ないし30分間行う。一方、ドライエッチングは10ないし100sccmの四フッ化炭素(CF4)を100ないし500WのRF電力と10ないし100mtorrの圧力下において30秒ないし10分間供給して行う。
【００３８】
その後、イオン注入工程を施しn型不純物が二酸化珪素層(130)のエッチングされた部分を通して高濃度p型半導体層(114)の上部領域とn型半導体層(108)の第2領域に高濃度でドーピングされるようにして第1及び第2高濃度n型不純物ドーピング領域(116、118)を形成する。
【００３９】
上記n型不純物はC、Si、Ge、Sn、N、P、As及びSbを含む群から選択され、例えばSiである場合SiF4形態で反応機内に供給される。一方、イオン注入工程はn型不純物の注入濃度を1E16（1×1016）atoms/cm2にして100eVないし100keVの加速電圧において行い、得られる第1及び第2高濃度n型不純物ドーピング領域(116、118)は好ましくは1E18（1×1018）ないし1E20（1×1020）原子/cm3の濃度と夫々10Åないし1μｍ、好ましくは100ないし1000Åの厚さを有するよう形成される。
【００４０】
一方、第1高濃度n型不純物ドーピング領域(116)が前述した厚さで形成されると、その下部の高濃度p型半導体層(114)は10Åないし1μｍ、好ましくは100ないし1000Åの厚さを有する。
【００４１】
このように、イオン注入作業を行ってから急速熱処理(RTA: Rapid Thermal Annealing)などの適切な熱処理工程を行い残留する二酸化珪素層(130)を除去し、図5に示したような窒化物半導体構造を得る。ここで、熱処理工程は好ましくは窒素雰囲気において700ないし1300℃の温度範囲で行われる。
【００４２】
次いで、上記窒化物半導体構造の第1及び第2高濃度n型不純物ドーピング領域(116、118)上にp型及びn型透明金属層(120、122)を夫々形成し、図1に示したような本発明の窒化物半導体発光素子(100)を得る。
【００４３】
ここで、上記p側透明金属層(120)とn側透明金属層(122)を酸化インジウム錫(ITO)、酸化カドミウム錫(CTO)及び窒化チタンタングステン(TiWN)中いずれかから形成することができるので透過率に優れ本発明の窒化物半導体発光素子(100)の輝度を向上させることができる。
【００４４】
一方、p側及びn側透明金属層(120、122)上には夫々p側及びn側ボンディング 電極をさらに形成して窒化物半導体発光素子(100)を外部の電源供給装置と電気的に連結することができる。
【００４５】
これと異なって、p側及びn側ボンディング電極をさらに形成せず、p側及びn側透明金属層(120、122)を直接p側及びn側ボンディング電極として活用することもできる。
【００４６】
以下、図6ないし図10の工程断面図を参照して本発明による窒化物半導体製造方法の第2実施例を説明する。ここで理解を深めるために、第1実施例と実質的に同一な部分には100ずつ増した図面符号を付した。
【００４７】
先ず、図6に示したようにMOCVD法を利用してサファイア 基板(202)上にバッファ層(204)、ノンドーピングGaN層(206)、第1n型半導体層(208)、活性層(210)、p型半導体層(212)、高濃度p型半導体層(214)及び第2n型半導体層(216a)を順次に形成する。ここで、高濃度p型半導体層(214)と第2n型半導体層(216a)は夫々10Åないし1μｍ、好ましくは100ないし1000Åの厚さに形成する。
【００４８】
次いで、図7に示したように、全体の半導体構造をメサ構造にエッチングして第1n型半導体層(208)が活性層(210)下部の第1領域と露出した第2領域とに区分されるようにする。このエッチングは必ずしも第1n型半導体層(208)を図のような段差形態に削るほど行うわけではなく、単に第1n型半導体層(208)の第2領域が露出する程度に行えばよい。
【００４９】
このようにエッチングされた半導体構造の上面に、図8のように 二酸化珪素層(230)を蒸着させる。
【００５０】
次いで、上記二酸化珪素層(230)を選択的にエッチングして第2n型半導体層(216a)の少なくとも一部と第1n型半導体層(208)の第2領域の少なくとも一部を露出させる。
【００５１】
上記二酸化珪素層(230)の選択的エッチングは湿式または乾式で行うことができる。これら工程は第1実施例の条件と同一に行うので説明は略す。
【００５２】
その後、イオン注入工程を行いn型不純物が二酸化珪素層(230)のエッチングされた部分を通して第2n型半導体層(216a)と第1n型半導体層(208)の第2領域に高濃度でドープされるようにして第1及び第2高濃度n型不純物ドーピング領域(216b、218)を形成する。
【００５３】
上記n型不純物はC、Si、Ge、Sn、N、P、As及びSbを含む群から選択され、例えばSiの場合SiF4形態で反応機内に供給する。一方、イオン注入工程はn型不純物の注入濃度を1E16atoms/cm2にし100eVないし100keVの加速電圧で行う。ここで、得られる第1及び第2高濃度n型不純物ドーピング領域(216b、218)は好ましくは1E18ないし1E20原子/cm3の濃度を有するよう形成し、第2n型不純物ドーピング領域(218)は10Åないし1μｍ、好ましくは100ないし1000Åの厚さを有するよう形成する。
【００５４】
このようにイオン注入作業を施した後、急速熱処理などの適切な熱処理工程を行い残留する二酸化珪素層(230)を除去して図9に示したような窒化物半導体構造を得る。ここで、熱処理工程は好ましくは窒素雰囲気において700ないし1300℃の温度範囲で行われる。
【００５５】
次いで、上記窒化物半導体構造の第1及び第2高濃度n型不純物ドーピング領域(216b、218)上にp型及びn型透明金属層(220、222)を夫々形成して、図10に示したような本発明の窒化物半導体発光素子(200)を完成する。
【００５６】
ここで、上記p側透明金属層(220)とn側透明金属層(222)を酸化インジウム錫(ITO)、酸化カドミウム錫(CTO)及び窒化チタンタングステン(TiWN)中いずれかから形成できるので透過率に優れ本発明の窒化物半導体発光素子(200)の輝度を向上させることができる。
【００５７】
一方、p側及びn側透明金属層(220、222)上には夫々p側及びn側ボンディング 電極をさらに形成して窒化物半導体発光素子(200)を外部の電源供給装置と電気的に連結することができる。
【００５８】
これと異なって、p側及びn側ボンディング電極をさらに形成せず、p側及びn側透明金属層(220、222)を直接p側及びn側ボンディング電極として活用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明による窒化物半導体発光素子を示した断面図である。
【図２】本発明による窒化物半導体製造方法の第1実施例を説明する工程断面図である。
【図３】本発明による窒化物半導体製造方法の第1実施例を説明する工程断面図である。
【図４】本発明による窒化物半導体製造方法の第1実施例を説明する工程断面図である。
【図５】本発明による窒化物半導体製造方法の第1実施例を説明する工程断面図である。
【図６】本発明による窒化物半導体製造方法の第2実施例を説明する工程断面図である。
【図７】本発明による窒化物半導体製造方法の第2実施例を説明する工程断面図である。
【図８】本発明による窒化物半導体製造方法の第2実施例を説明する工程断面図である。
【図９】本発明による窒化物半導体製造方法の第2実施例を説明する工程断面図である。
【図１０】本発明による窒化物半導体製造方法の第2実施例を説明する工程断面図である。
【図１１】従来技術による窒化物半導体発光素子の構造を示した断面図である。
【符号の説明】
【００６０】
102、202 基板
108、208  n型半導体層
110、210 活性層
112、212  p型半導体層
114、214  高濃度p型半導体層 
116、118、216b、218  高濃度n型不純物ドーピング領域
120、122  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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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