(57)【要約】【課題】ＡｌまたはＡｇからなる反射層を有する３族窒化物系発光ダイオードにおいて、ハンダなどから反射層への望ましくない金属成分の拡散が起こることによって反射層の反射率が低下する問題の発生を防止し、その発光輝度の向上を図ることを目的とする。【解決手段】Ａｌ反射層またはＡｇ反射層を含む金属反射膜を備え、更に、金属反射膜とは別個に設けられるボンディング電極と、該ボンディング電極と該金属反射膜との間に設けられる、非金属材料からなる保護膜を有する。この保護膜が、ボンディング電極やそれに接合されるハンダからＡｌ反射層またはＡｇ反射層への、望ましくない金属成分の拡散を防止するので、この３族窒化物系発光ダイオードは発光輝度の優れたものとなる。【選択図】図１
2007243074.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
活性層を含む３族窒化物系化合物半導体層と、該３族窒化物系化合物半導体層の一方の主面側に設けられたオーミック電極および金属反射膜とを有し、
該オーミック電極は該３族窒化物系化合物半導体層とオーミック接触しており、
該金属反射膜は該活性層で発生する光を反射する反射面を備えている３族窒化物系発光ダイオードにおいて、
該金属反射膜がＡｌ反射層またはＡｇ反射層を含んでおり、
該金属反射膜の該反射面とは反対側の面上には非金属材料からなる保護膜が形成されており、
該保護膜の上に、該オーミック電極と電気的に接続されたボンディング電極が形成されていることを特徴とする３族窒化物系発光ダイオード。
【請求項２】
前記金属反射膜が、前記３族窒化物系化合物半導体層とで前記オーミック電極を挟むように形成されている、請求項１に記載の３族窒化物系発光ダイオード。
【請求項３】
前記オーミック電極が酸化物半導体を含む透光性電極である、請求項２に記載の３族窒化物系発光ダイオード。
【請求項４】
前記オーミック電極が、金属で形成され、かつ、前記活性層で発生する光が通過し得る窓部を備えた電極である、請求項２に記載の３族窒化物系発光ダイオード。
【請求項５】
前記オーミック電極と前記金属反射膜との間に透光性の合金化防止膜が介在されている、請求項４に記載の３族窒化物系発光ダイオード。
【請求項６】
前記オーミック電極が、前記３族窒化物系化合物半導体層の一方の主面上の、前記金属反射膜の射影部を除く領域に接するように形成されている、請求項１に記載の３族窒化物系発光ダイオード。
【請求項７】
前記金属反射膜の反射面に接して透光性の反射促進膜が設けられている、請求項１〜６のいずれかに記載の３族窒化物系発光ダイオード。
【請求項８】
前記反射促進膜が誘電体多層膜型の反射膜である、請求項７に記載の３族窒化物系発光ダイオード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は３族窒化物系発光ダイオードに関する。
【背景技術】
【０００２】
３族窒化物系発光ダイオード（以下「窒化物ＬＥＤ」ともいう。）は、ｐｎ接合型等の発光ダイオード素子構造を３族窒化物系化合物半導体（以下「窒化物半導体」ともいう。）で構成してなる発光ダイオード素子である。窒化物半導体とは、一般式ＡｌａＩｎｂＧａ１−ａ−ｂＮ（０≦ａ≦１、０≦ｂ≦１、０≦ａ＋ｂ≦１）で表される化合物半導体であり、ＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＡｌＩｎＧａＮ、ＡｌＮ、ＩｎＮなど、任意の組成のものを含む。上記化学式において、３族元素の一部をＢ（ホウ素）、Ｔｌ（タリウム）などで置換したもの、また、Ｎ（窒素）の一部をＰ（リン）、Ａｓ（ヒ素）、Ｓｂ（アンチモン）、Ｂｉ（ビスマス）などで置換したものも、窒化物半導体に含まれる。
【０００３】
典型的な窒化物ＬＥＤは、サファイア基板上にｎ型窒化物半導体層、ＩｎＧａＮなどからなる活性層（発光層）、ｐ型窒化物半導体層をこの順に積層し、活性層及びｐ型窒化物半導体層の一部を除去して露出させたｎ型窒化物半導体層の上にｎ側電極を形成し、ｐ型窒化物半導体層の上にｐ側電極を形成することにより構成される。このような構成を有する窒化物ＬＥＤにおいて、活性層で発生する光をサファイア基板側から効率良く取り出すために、ｐ側のオーミック電極をＩＴＯ（インジウム錫酸化物）からなる透光性オーミック電極とし、その透光性オーミック電極の上に反射膜としてＡｌ（アルミニウム）層やＡｇ（銀）層を積層した構成が提案されており（特許文献１）、これを図６に示す。図６は断面図であり、サファイアからなる基板１００上に、バッファ層１０１を介して、ｎ側の窒化物半導体層２００（コンタクト層２０１、クラッド層２０２）、活性層３００、ｐ側の窒化物半導体層４００（クラッド層４０１、コンタクト層４０２）が順次成長しており、ｐ側の窒化物半導体層４００及び活性層３００の一部が除去されて露出したｎ側の窒化物半導体層２００上にｎ側電極５０１が形成され、ｐ側の窒化物半導体層４００上の略全面にｐ側のオーミック電極５０２が形成されている。ｐ側のオーミック電極５０２はＩＴＯからなる透光性オーミック電極で、その上にＡｌの単層膜である反射膜６００が形成されている。この窒化物ＬＥＤは、電極が形成された側のチップ面を回路基板やリードフレームなどの支持体に向けて実装される。このような実装形態は、フリップチップ実装またはフェースダウン実装などと呼ばれ、よく知られている。フリップチップ実装においては、一般に、ＬＥＤチップ側の電極と支持体側の電極とがＡｕ−Ｓｎハンダなどのハンダにより接合される。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１７９３４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図６に示す従来の窒化物ＬＥＤでは、ｐ側のオーミック電極５０２上に形成された反射膜６００が、支持体への実装時にハンダが接合されるボンディング電極を兼用している。よって、実装工程では、反射膜６００の表面に数百℃に加熱されたハンダが接触することになるが、Ａｌは他の金属と反応（合金化）し易いので、このときに、ハンダからＡｌ層への望ましくない金属成分の拡散が生じ、反射膜６００の反射率が低下するという問題が生じる。特に、Ａｕ−ＳｎハンダなどのＡｕを含むハンダを用いた場合には、Ａｕ（金）とＡｌとの間で着色した反応物（合金）が生じるために、反射膜６００の反射率が極端に低下し、ＬＥＤの発光効率が著しく悪化する。同種の問題が、Ａｇで反射膜６００を構成した場合にも生じる。
【０００６】
本発明はかかる事情に鑑みなされたものであり、ＡｌまたはＡｇからなる反射層を有する３族窒化物系発光ダイオードにおいて、ハンダなどから反射層への望ましくない金属成分の拡散が起こることによって反射層の反射率が低下する問題の発生を防止し、その発光輝度の向上を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記目的を達成するために、次の特徴を有する３族窒化物系発光ダイオードを提供する。
（１）活性層を含む３族窒化物系化合物半導体層と、該３族窒化物系化合物半導体層の一方の主面側に設けられたオーミック電極および金属反射膜とを有し、該オーミック電極は該３族窒化物系化合物半導体層とオーミック接触しており、該金属反射膜は該活性層で発生する光を反射する反射面を備えている３族窒化物系発光ダイオードにおいて、該金属反射膜がＡｌ反射層またはＡｇ反射層を含んでおり、該金属反射膜の該反射面とは反対側の面上には非金属材料からなる保護膜が形成されており、該保護膜の上に該オーミック電極と電気的に接続されたボンディング電極が形成されていることを特徴とする３族窒化物系発光ダイオード。
（２）前記金属反射膜が、前記３族窒化物系化合物半導体層とで前記オーミック電極を挟むように形成されている、前記（１）に記載の３族窒化物系発光ダイオード。
（３）前記オーミック電極が酸化物半導体を含む透光性電極である、前記（２）に記載の３族窒化物系発光ダイオード。
（４）前記オーミック電極が、金属で形成され、かつ、前記活性層で発生する光が通過し得る窓部を備えた電極である、前記（２）に記載の３族窒化物系発光ダイオード。
（５）前記オーミック電極と前記金属反射膜との間に透光性の合金化防止膜が介在されている、前記（４）に記載の３族窒化物系発光ダイオード。
（６）前記オーミック電極が、前記３族窒化物系化合物半導体層の一方の主面上の、前記金属反射膜の射影部を除く領域に接するように形成されている、前記（１）に記載の３族窒化物系発光ダイオード。
（７）前記金属反射膜の反射面に接して透光性の反射促進膜が設けられている、前記（１）〜（６）のいずれかに記載の３族窒化物系発光ダイオード。
（８）前記反射促進膜が誘電体多層膜型の反射膜である、前記（７）に記載の３族窒化物系発光ダイオード。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る３族窒化物系発光ダイオードは、Ａｌ反射層またはＡｇ反射層を含む金属反射膜を備えるものであって、更に、この金属反射膜とは別個に設けられるボンディング電極と、該ボンディング電極と該金属反射膜との間に設けられる、非金属材料からなる保護膜を有する。この保護膜が、ボンディング電極やそれに接合されるハンダから、金属反射膜に含まれるＡｌ反射層またはＡｇ反射層への、望ましくない金属成分の拡散を防止するので、実装工程などで当該発光ダイオード素子が高温に曝されても金属反射膜の反射率の低下が生じることがなく、そのために、この３族窒化物系発光ダイオードは発光輝度の優れたものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態を、図１を用いて説明する。図１は本発明の第１の実施形態に係る窒化物ＬＥＤの断面図であり、サファイアからなる基板１０上に、バッファ層１１を介してｎ側の窒化物半導体層２０、活性層３０、ｐ側の窒化物半導体層４０が順次成長している。ｐ側の窒化物半導体層４０（ｐ側コンタクト層４２）上のほぼ全面には、透光性の酸化物半導体からなるｐ側のオーミック電極５２が形成され、さらにそのオーミック電極５２上に、Ａｌ反射層またはＡｇ反射層を含む金属反射膜６０が形成されている。この反射膜６０は、その下面（活性層３０側の面）が、活性層３０で発生する光を反射する反射面となっている。金属反射膜６０の上面には非金属材料製の保護膜７０が形成されており、その保護膜７０上に、ｐ側のオーミック電極５２と電気的に接続されたボンディング電極８０が形成されている。このような構成とすることにより、ボンディング電極８０に高温のハンダが接したときに、ボンディング電極８０やハンダに含まれる金属が、金属反射膜６０の上面から侵入してＡｌ反射層またはＡｇ反射層に拡散することが防止されるので、実装工程での反射膜６０の反射率の低下を抑制することができる。なお、図１の窒化物ＬＥＤでは、ｎ側電極５１を、従来と同様に、ｐ側の窒化物半導体層４０及び活性層３０の一部を除去して露出させたｎ側の窒化物半導体層２０（ｎ側コンタクト層２１）上に形成している。
【００１０】
窒化物半導体の積層構造は、例えば、サファイア基板１０上に、低温バッファ層であるＡｌＧａＮ層１１、ｎ型ＧａＮからなるｎ側コンタクト層２１（例えば、厚さ４μｍ）、ｎ型ＡｌＧａＮからなるｎ側クラッド層２２（例えば、厚さ３０ｎｍ）、ＩｎＧａＮ井戸層（例えば、厚さ３ｎｍ）を含む量子井戸構造の活性層３０、ｐ型ＡｌＧａＮからなるｐ側クラッド層４１（例えば、厚さ３０ｎｍ）、ｐ型ＡｌｘＧａ１−ｘＮからなるｐ側コンタクト層４２（例えば、厚さ１２０ｎｍ）を順に成膜することにより構成する。
【００１１】
本第１の実施形態に係る窒化物ＬＥＤでは、ｐ側コンタクト層４２の、少なくともｐ側オーミック電極５２と接する部分をＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０≦ｘ≦０．０５）で形成することが好ましい。より好ましくは、このＡｌｘＧａ１−ｘＮのＡｌ組成ｘを０．０１＜ｘ＜０．０５とする。Ａｌを添加するのは、ＭＯＶＰＥ法等により該層を成長させた後の降温時や、ｐ型不純物を活性化させるために行う熱処理時における窒素脱離を起こり難くして、窒素空孔から生じる電子キャリアによる正孔キャリアの補償を抑制し、正孔キャリア濃度の低下を防ぐためである。Ａｌ組成がこの範囲よりも大きくなるとバンドギャップの拡大によってキャリアの発生が妨げられる。また、ｐ側コンタクト層４２には、Ｍｇ（マグネシウム）を５×１０１９ｃｍ−３以上かつ１×１０２０ｃｍ−３未満の濃度にドープするのが好ましく、より好ましくは８×１０１９ｃｍ−３以下の濃度にドープする。Ｍｇの濃度を１×１０２０ｃｍ−３以上にすると、キャリア濃度がかえって低下するために、酸化物半導体からなるオーミック電極５２との接触抵抗が高くなる。ｐ側コンタクト層４２は、ｐ側電極５２と接する部分を高キャリア濃度のｎ型層とし、そのｎ型層の直下に高キャリア濃度のｐ型層を設けた二重層構造を含む構成としてもよい。その場合、表面側のｎ型層はＧａＮで形成することが好ましく、また、キャリア濃度が５×１０１８ｃｍ−３以上、好ましくは１×１０１９ｃｍ−３以上となるようにＳｉ（ケイ素）をドープすることが好ましい。その直下のｐ型層は、好ましくはＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０≦ｘ≦０．０５、より好ましくは０．０１＜ｘ＜０．０５）で形成し、また、Ｍｇを５×１０１９ｃｍ−３以上かつ１×１０２０ｃｍ−３未満の濃度に、より好ましくは８×１０１９ｃｍ−３以下の濃度にドープする。
【００１２】
ｐ側のオーミック電極５２を構成する透光性の酸化物半導体としては、ＩＴＯ、酸化インジウム、酸化錫、ＩＺＯ（インジウム亜鉛酸化物）、ＡＺＯ（アルミニウム亜鉛酸化物）、酸化亜鉛その他、透明導電性材料として知られる酸化物半導体を任意に用いることができる。ｐ側のオーミック電極５２とｐ側コンタクト層４２との間には、接触抵抗の低下を図るために、Ａｕ、Ｎｉ（ニッケル）、Ｐｔ（白金）、Ｃｏ（コバルト）等から選ばれる１種類以上の金属を含む透光性の金属薄膜を介在させてもよい。ｐ側コンタクト層４２の表面部分を上記好ましいＡｌ組成のＡｌＧａＮで形成し、かつ、該部分にＭｇを５×１０１９ｃｍ−３以上かつ１×１０２０ｃｍ−３未満の濃度に添加した場合には、このような金属薄膜を用いなくても良好なオーミック接触が得られる。ｐ側オーミック電極５２の表面を粗面化加工してから金属反射膜６０で被覆すると、金属反射膜６０の反射面が凹凸面となって反射光の進行方向がランダム化するために、ＬＥＤの光取出し効率を改善することができる。粗面化加工の方法としては、例えば、ランダムな、または、パターン化された開口部を有するエッチングマスクを、ｐ側のオーミック電極５２の表面に形成し、反応性イオンエッチング法を用いて該開口部に露出した該電極の表面をエッチング加工する方法が挙げられる。ｐ側のオーミック電極５２は、透光性がより高くなるように、部分的に膜厚を薄くしたり、膜厚方向に貫通する貫通孔または切り欠き状の部分を有するパターンに形成してもよい。
【００１３】
金属反射膜６０は、Ａｌ反射層またはＡｇ反射層を含む金属製の膜であればよく、Ａｌ反射層またはＡｇ反射層のみで形成してもよいし、Ａｌ反射層またはＡｇ反射層を反射面側に有する積層体としてもよい。ここで、Ａｌ反射層とは、Ａｌ単体または、Ａｌを主成分とするＡｌ合金で形成された反射層をいい、Ａｇ反射層とは、Ａｇ単体またはＡｇを主成分とする合金で形成された反射層をいう。好ましいＡｌ合金またはＡｇ合金は、例えば、反射率が単体の８０％未満とならないように他の金属が添加されて、耐熱性や耐腐食性が単体よりも改善されたものである。Ａｌ反射層またはＡｇ反射層の膜厚は、０．０５μｍ〜１μｍの範囲に設定することが好ましく、０．１μｍ〜０．３μｍの範囲に設定することがより好ましい。金属反射膜６０の反射面に接するように（図１の例では、ｐ側のオーミック電極５２と金属反射層６０との間に）、活性層３０で発生する光の基板１０側への反射を促進する、透光性の反射促進膜を設けてもよい。反射促進膜は、例えば、当該反射促進膜の活性層側の面に接している透光性のオーミック電極５２よりも低い屈折率を有する、単層の透光性膜（誘電体膜または導電体膜）であってもよい。このような反射促進膜は、ｐ側のオーミック電極５２と当該反射促進膜との界面での、屈折率差による反射を発生させる。反射促進膜は、また、誘電体多層膜型の反射膜であってもよい。
【００１４】
非金属材料からなる保護膜７０は、少なくとも金属反射膜６０の上面（反射面の反対側の面）とボンディング電極８０との間に形成する。図１の例では、金属反射膜６０の端面とボンディング電極８０とが接触しているが、更に、金属反射膜６０の端面をも覆うように保護膜７０を形成すれば、金属反射膜６０の端面からボンディング電極８０の成分がＡｌ反射層またはＡｇ反射層に侵入することも防止できる。保護膜７０の材料は、透光性であっても不透光性であってもよいし、導電性であっても絶縁性であってもよい。具体的な材料としては、緻密な被膜を形成し得る、酸化ケイ素、スピネル、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化スズ、酸化亜鉛、酸化インジウム、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＡＺＯ、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素などの金属酸化物、金属窒化物、金属酸窒化物が好ましく例示される。保護膜７０の膜厚は、金属の拡散を抑制し得る程度であればよく、特に限定はないが、好ましくは０．０５μｍ〜１μｍの範囲に設定し、より好ましくは、０．１μｍ〜０．５μｍの範囲に設定する。２つの金属層間における成分の相互拡散を防止する目的では、従来より、高融点金属などからなるバリア層をその２つの金属層間に設けることが行われているが、非金属材料からなる保護膜は、金属製のバリア層と異なり、熱応力等のストレスを受けても塑性変形を起こさないので、亀裂やピンホールが生じ難く、拡散防止機能がより優れている。このような利点は、保護膜を熱膨張率の大きなＡｌ反射層に積層した場合に顕著となる。
【００１５】
ボンディング電極８０の構成については、酸化物半導体用に用いられている公知のボンディングパッドの構成を参照することができる。ボンディング電極８０の、ｐ側のオーミック電極５２および保護膜７０と接する部分をＡｌ、Ｎｉ、Ｃｒ（クロム）、Ｔｉ（チタン）、Ｖ（バナジウム）、Ｗ（タングステン）などから選ばれる１種類の金属、またはこれらから選ばれる２種類以上の金属の合金で形成すると、オーミック電極５２および保護膜７０との密着性を良好なものとすることができる。また、ボンディング電極８０に表面層としてＡｕ層またはＰｔ層を設けると、電極表面がハンダにより濡れ易くなり、実装工程での不良が発生し難くなる。ボンディング電極８０は、ｎ側のオーミック電極５１と共通の構成としてもよく、その場合、ボンディング電極８０とｎ側の電極５１とを同時に形成することによって、製造工程を簡略化することができる。ボンディング電極８０の膜厚に特に制限はないが、０．１μｍ〜３μｍの範囲に設定することが好ましく、０．２μｍ〜１μｍの範囲に設定することがより好ましい。図１には示していないが、ボンディング電極８０およびｎ側電極５１を形成した後は、これらの電極に覆われた部分を除く、半導体（窒化物半導体およびｐ側オーミック電極を構成する酸化物半導体）の表面を、絶縁性の金属酸化物やポリイミドなどからなる絶縁性保護膜で被膜することが好ましい。
【００１６】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態を、図２を用いて説明する。図２（ａ）は本発明の第２の実施形態に係る窒化物ＬＥＤの断面図であり、前記第１の実施形態に係るＬＥＤと同様に、サファイア基板１０上に、バッファ層１１を介してｎ側の窒化物半導体層２０、活性層３０、ｐ側の窒化物半導体層４０が順次成長している。ｐ側の窒化物半導体層４０（ｐ側コンタクト層４２）上には、ｐ側のオーミック電極５２が形成されている。本第２の実施形態に係る窒化物ＬＥＤでは、ｐ側のオーミック電極５２が金属材料で形成され、かつ、活性層３０で発生する光が通過し得る窓部を備えた電極とされる。図２（ｂ）は、そのｐ側のオーミック電極５２のみを抜き出して描いた上面図である。この図の例では、オーミック電極５２に、当該電極を膜厚方向に貫通する貫通孔状の窓部Ｗが複数設けられている。該窓部Ｗの上面形状は正方形で、規則的に並んでいる。窓部は、窒化物ＬＥＤが発生する紫外〜可視領域の光が通り抜けることのできる「窓」であればよく、正方形状の貫通孔の場合、そのサイズが３μｍ×３μｍ程度以上あれば、窓部となる。窓部は電極を貫通する貫通孔状のものに限定されず、切り欠き状のものであってもよい。切り欠き状の窓部とは、例えば、櫛型の電極における、隣り合った櫛の歯の間の部分（電極が存在しない部分）である。
【００１７】
窓部Ｗを備えたｐ側のオーミック電極５２の上には、Ａｌ反射層またはＡｇ反射層を含む金属反射膜６０が形成され、該金属反射膜６０の下面（反射面）が窓部Ｗを通してｐ側の窒化物半導体層４０の表面に接している。従って、ＬＥＤチップの内部を、窒化物半導体層の表面に向かって進む光は、ｐ側のオーミック電極５２の下面または金属反射膜６０の下面で反射されて、再び基板１０側に進行方向を変えることになる。図２の例では、金属反射膜６０の表面は、端面を含めて非金属材料からなる保護膜７０で覆われており、その金属反射膜６０の上面に、ボンディング電極８０が形成されている。ボンディング電極８０は、保護膜７０に設けられた貫通孔を通してｐ側のオーミック電極５２と接触しており、それによって、ｐ側のオーミック電極５２と電気的に接続されている。このような構成とすることにより、ボンディング電極８０に高温のハンダが接したときに、ボンディング電極８０やハンダに含まれる金属が、金属反射膜６０の上面から侵入してＡｌ反射層またはＡｇ反射層に拡散することが防止されるので、実装工程での反射膜６０の反射率の低下を抑制することができる。
【００１８】
本第２の実施形態に係る窒化物ＬＥＤにおいて、金属で形成されるｐ側のオーミック電極の膜厚は、好ましくは０．０５μｍ〜１μｍ、より好ましくは０．１μｍ〜０．５μｍの範囲に設定する。膜厚を０．１μｍ以上にすると、窓部Ｗ以外の部分は不透光性となり、十分な導電性が得られる。このオーミック電極５２を構成する金属は、ｐ側コンタクト層４２を構成する窒化物半導体の導電型に応じて、公知のオーミック接触用金属材料から適宜選択することができる。ｐ側コンタクト層４２をｐ型窒化物半導体で形成する場合には、オーミック電極５２をＮｉ、Ｐｄ（パラジウム）、Ｒｈ（ロジウム）、Ｐｔ、Ｒｕ（ルテニウム）、Ｃｏ、Ａｕなどから選ばれる１種類の金属または２種類以上の金属の合金により形成することが好ましい。ｐ型窒化物半導体からなるｐ側コンタクト層４２の、ｐ側のオーミック電極５２と接する部分には、Ｍｇを１×１０２０ｃｍ−３以上、特に５×１０２０ｃｍ−３以上の高濃度にドープすることが好ましい。ｐ側コンタクト層４２は、ｐ側電極５２と接する部分を高キャリア濃度のｎ型層とし、このｎ型層の直下に高キャリア濃度のｐ型層を設けた二重層構造を含む構成としてもよく、その場合には、ｐ側のオーミック電極５２の、ｐ側コンタクト層４２と接する部分を、Ａｌ、Ｎｉ、Ｖ、Ｔｉ、Ｗ、Ｃｒなどから選ばれる１種類の金属、またはこれらから選ばれる２種類以上の金属の合金により形成することが好ましい。
【００１９】
窓部を備えたｐ側のオーミック電極５２が呈すパターンは、例えば、貫通孔状の窓部が分散して形成されたパターンとすることができる。図２（ｂ）に示すパターンはこのようなパターンの一例であり、正方形の窓部が直交行列状に配列されているが、窓部は正方形以外の形状であってもよく、また、その配列にも限定はない。その他のパターンとしては、櫛状のパターン、樹枝状のパターン、放射線状のパターン、渦巻き状のパターン、これらを組合わせたパターンなどが例示される。ｐ側オーミック電極５２がｐ側コンタクト層４２の表面に広がった領域に占める窓部の面積比は、好ましくは４０％〜９５％であり、より好ましくは６０％〜９０％である。窓部の面積が大きい程、活性層３０側からｐ側コンタクト層４２の上面に入射する光のうち、金属反射膜６０により反射される光の割合が増加する。
【００２０】
図３は、本第２の実施形態の、他の構成例に係る窒化物ＬＥＤの断面図である。この図の例では、金属で形成され、かつ窓部を備えたｐ側のオーミック電極５２と、金属反射膜６０とを隔てるように、合金化防止膜９０が設けられている。合金化防止膜９０は透光性の非金属材料（誘電体または導電体）からなり、ｐ側オーミック電極５２と金属反射膜６０との間での成分の相互拡散を防止し、それによって、ｐ側オーミック電極５２の接触抵抗の上昇や、金属反射膜６０の反射率の低下を防止するために設けられている。合金化防止膜９０の好適な材料としては、酸化ケイ素、スピネル、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化スズ、酸化亜鉛、酸化インジウム、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＡＺＯ、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素などの、透明性を有する金属酸化物、金属窒化物、金属酸窒化物が例示される。合金化防止膜９０は、活性層３０で発生する光の基板１０側への反射を促進する反射促進膜を兼用させることができる。すなわち、合金化防止膜９０の屈折率を、当該合金化防止膜９０の活性層側に接しているｐ側の窒化物半導体層４０の屈折率よりも低くしたり、あるいは合金化防止膜９０を誘電体多層膜型の反射膜とすることができる。
【００２１】
（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態を、図４を用いて説明する。図４は本発明の第３の実施形態に係る窒化物ＬＥＤの断面図であり、前記第１の実施形態に係るＬＥＤと同様に、サファイア基板１０上に、バッファ層１１を介してｎ側の窒化物半導体層２０、活性層３０、ｐ側の窒化物半導体層４０が順次成長している。ｐ側の窒化物半導体層４０の表面には、Ａｌ反射層またはＡｇ反射層を含む金属反射膜６０が直接形成されており、該窒化物半導体層４０上の、該金属反射膜６０が形成されていない領域に接して、ｐ側のオーミック電極５２が形成されている。言い換えると、ｐ側のオーミック電極５２は、ｐ側コンタクト層４２上の、金属反射膜６０の射影部を除く領域に接するように形成されている。金属反射膜６０の上面（反射面と反対側の面）には、非金属材料からなる保護膜７０が形成され、該保護膜７０の上に、ｐ側のオーミック電極５２と電気的に接続されたボンディング電極８０が形成されている。このように構成することにより、ボンディング電極８０に高温のハンダが接したときに、ボンディング電極８０やハンダに含まれる金属が、金属反射膜６０の上面から侵入してＡｌ反射層またはＡｇ反射層に拡散することが防止されるので、実装工程での反射膜６０の反射率の低下を抑制することができる。
【００２２】
図５は、本第３の実施形態に係る窒化物ＬＥＤの、他の構成例を示す断面図である。図５の例では、ｐ側コンタクト層４２上の略全面に、金属反射膜６０と非金属材料からなる保護膜７０の積層体が形成されており、この積層体に設けられた開口部に露出したｐ側コンタクト層４２の表面に、ｐ側のオーミック電極５２が形成されている。従って、この場合も、金属反射膜６０の射影部を除くｐ側コンタクト層４２上の領域に、ｐ側のオーミック電極５２が接しているといえる。保護膜７０の上にはボンディング電極８０が形成されており、このボンディング電極８０は上記開口部を通してｐ側のオーミック電極５２と電気的に接続されている。
【００２３】
本第３の実施形態に係る窒化物ＬＥＤにおいて、ｐ側のオーミック電極５２とボンディング電極８０とは、一体的に形成してもよいし、別個に形成してもよい。また、ｐ側のオーミック電極５２は金属で形成してもよいし、酸化物半導体で形成してもよい。また、金属反射膜６０の反射面に接して（図４および図５の例では、ｐ側コンタクト層４２と金属反射層６０との間に）、活性層３０で発生する光の基板１０側への反射を促進する、透光性の反射促進膜を設けることができる。
【００２４】
上記の各実施形態に係る窒化物ＬＥＤにおいて、ｎ側電極５１には、ｎ型窒化物半導体用のオーミック電極として公知の電極を任意に採用することができる。好ましくは、ｎ側電極５１の、ｎ側コンタクト層２１と接する部分を、Ａｌ、Ｎｉ、Ｖ、Ｔｉ、Ｗ、Ｃｒなどから選ばれる１種類の金属、またはこれらから選ばれる２種類以上の金属の合金で形成する。また、ｎ側電極５１に表面層としてＡｕ層またはＰｔ層を設けると、電極表面がハンダにより濡れ易くなって、実装工程での不良が発生し難くなる。また、上記各実施形態の説明では、絶縁性のサファイア基板を用いた例を示したが、ｎ型導電性を有する半導体基板（ＳｉＣ基板、ＧａＮ基板など）を用いることもでき、その場合には、ｎ側の電極を基板上に成長したｎ側窒化物半導体層に形成する代わりに、基板の表面に形成することができる。
【００２５】
本発明に係る窒化物ＬＥＤを製造するにあたり、窒化物半導体の積層体は、有機金属化合物気相成長（ＭＯＶＰＥ）法、ハイドライド気相成長（ＨＶＰＥ）法、分子ビームエピタキシー（ＭＢＥ）法など、公知の気相エピタキシャル成長法を用いて形成することができる。その際に用い得る成長用基板としては、サファイア基板の他に、ＳｉＣ基板、ＧａＮ基板、ＡｌＧａＮ基板、ＡｌＮ基板、Ｓｉ基板、ＧａＡｓ基板、ＧａＰ基板、スピネル基板、ＺｎＯ基板、ＮＧＯ（ＮｄＧａＯ３）基板、ＬＧＯ（ＬｉＧａＯ２）基板、ＬＡＯ（ＬａＡｌＯ３）基板、ＺｒＢ２基板、ＴｉＢ２基板などが挙げられる。窒化物半導体の積層体を成長した後、成長用基板を研削、研磨、エッチング、レーザリフトオフ等の方法によって除去し、代わりに、該積層体に、成長用基板よりも活性層で発生する光の透過性が高く、かつ、より高い屈折率を有する支持基板を接合することにより、ＬＥＤの光取出し効率を向上させることができる。
【００２６】
金属反射膜、ボンディング電極、第２の実施形態におけるｐ側のオーミック電極など、金属製の部材については、真空蒸着、スパッタリング、ＣＶＤなど、公知の金属薄膜の作製方法を用いて形成することができる。第１の実施形態におけるｐ側のオーミック電極（酸化物半導体からなる透光性電極）、金属反射膜とボンディング電極との間に設ける保護膜、反射促進膜、第２の実施形態における合金化防止膜などの、非金属材料製の部材については、ＣＶＤ法（熱ＣＶＤ、プラズマＣＶＤ、ＭＯＣＶＤ、光ＣＶＤ）、スプレー法、スパッタリング法、真空蒸着法、クラスタービーム蒸着法、パルスレーザ蒸着法、イオンプレーティング法、ゾル−ゲル法、レーザアブレーション法等を適宜用いて形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る３族窒化物系発光ダイオードの構造を示す断面図である。
【図２】図２（ａ）は本発明の第２の実施形態に係る３族窒化物系発光ダイオードの構造を示す断面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）に示す３族窒化物系発光ダイオードに含まれるｐ側のオーミック電極を抜き出して描いた上面図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る３族窒化物系発光ダイオードの構造を示す断面図である。
【図４】本発明の第３の実施形態に係る３族窒化物系発光ダイオードの構造を示す断面図である。
【図５】本発明の第３の実施形態に係る３族窒化物系発光ダイオードの構造を示す断面図である。
【図６】従来技術に係る３族窒化物系発光ダイオードの構造を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２８】
１０  基板
１１  バッファ層
２０  ｎ側の３族窒化物系化合物半導体層
３０  活性層
４０  ｐ側の３族窒化物系化合物半導体層
５１  ｎ側電極
５２  ｐ側のオーミック電極
６０  金属反射膜
７０  非金属材料からなる保護膜
８０  ボンディング電極
【図１】
2007243074.tif 000003
【図２】
2007243074.tif 000004
【図３】
2007243074.tif 000005
【図４】
2007243074.tif 000006
【図５】
2007243074.tif 000007
【図６】
2007243074.tif 000008