(57)【要約】【課題】ワイヤボンディングパッドとワイヤボールの接着強度の低下を抑制し、信頼性の高い発光装置を提供する。【解決手段】基板と、前記基板上に配設された、第１導電型の第１の半導体層、この第１の半導体層上に配設された前記第１導電型とは逆の第２導電型の第２の半導体層を有する主半導体領域と、前記主半導体領域上に形成される光透過性導電膜と、前記光透過性導電膜上に形成される電極とを有し、前記電極は、前記光透過性導電膜上に接して形成される第1の金属層と、前記第1の金属層上に形成される第2の金属層とを有し、前記第1の金属層の膜厚が、前記光透過性導電膜表面の平均粗さＲａの値より大きいことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に配設された、第１導電型の第１の半導体層、この第１の半導体層上に配設された前記第１導電型とは逆の第２導電型の第２の半導体層を有する主半導体領域と、
前記主半導体領域上に形成される光透過性導電膜と、
前記光透過性導電膜上に形成される電極と、
を有し、
前記電極は、
前記光透過性導電膜上に接して形成される第1の金属層と、
前記第1の金属層上に形成される第2の金属層とを有し、
前記第1の金属層の膜厚が、前記光透過性導電膜表面の平均粗さＲａの値より大きいことを特徴とする半導体発光装置。
【請求項２】
前記第1の金属層は、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｗ、Ｍｏから選択される少なくとも1種の元素を含み、若しくはそれらの化合物または窒化物からなることを特徴とする請求項1に記載の半導体発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体発光素子用の半導体材料として、窒化物半導体材料が多く用いられている。窒化物半導体材料は、ＳｉやＳｉＣ、サファイア、酸化物、I I I-Ｖ族化合物を基板とし、その上にＭＯＣＶＤ法やＭＢＥ法によって形成される。
しかし、ｐ型窒化物半導体材料は移動度が小さいため、横方向への電流拡散が小さい。このため、半導体発光素子に電圧を印加しても、発光領域は電極直下に限定され、半導体発光素子の表面全域に電流が拡散しにくい。したがって、このような半導体発光素子に使用される電極には、ｐ型窒化物半導体材料とオーミック接触が可能で、かつ半導体発光素子が発する光に対して透明な材料として、例えばＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ−Ｏｘｉｄｅ）やＺｎＯ（Ｚｉｎｃ−Ｏｘｉｄｅ）等で構成される（特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献1に係る半導体発光装置は、帯状接続導体層と接する部分の光透過性導電膜の表面に凹凸部が形成される。この凹凸部を形成することで、光透過性導電膜とその上に接して配置される帯状接続導体層の密着性を向上させている。
【０００４】
また、特許文献２に係る半導体発光装置には、光透過性導電膜上に配置される電極（アノード電極）として、光透過性導電膜上に形成されたＴｉ層と、このＴｉ層の上に形成されたＡｕ層とからなるものが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−１３５０５８号公報
【特許文献２】特開２００６−４１２８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述の通り、窒化物半導体上の電極として、光透過性導電膜が多く用いられる。代表的な光透過性導電膜としてITOやZnO、GaOなどあるが、その中に含まれるInやSn、Zn、Ga原子は、プロセス中の熱処理により、光透過性導電膜上に配置されるワイヤボンディングパッド（アノード電極）へ移動することがある。これを防止するために、特許文献2に係る半導体発光装置のように、光透過性導電膜上にまずＴｉ層（第1の金属層）を形成し、その上にＡｕ層（第2の金属層）を配置してワイヤボンディングパッドを形成することができる。
【０００７】
しかし、特許文献１に係る半導体発光装置のように、光透過性導電膜の表面に凹凸を設けた場合、図３に示すように、光透過性導電膜５表面の凹部において、第1の金属層６ａの膜厚が薄くなる。これは単純に、凹部では平面当たりの表面積が広くなるためである。
また、第1の金属層６ａの膜厚が薄い場合、凹部の底部は非連続的な面のため、その上に形成される第１の金属層６ａが連続的な膜とならず、隙間が形成されてしまうことがある（すなわち、凹部の底部に、第1の金属層６ａが部分的に形成されない領域が生じる）。
【０００８】
この場合、光透過性導電膜５に含まれるInやSn、Zn、Ga原子は、プロセス中の熱処理により、第1の金属層６ａを通り抜け、その上に形成される第2の金属層６ｂへ移動し、さらにはその表面にまで到達し、ワイヤボンディング時のワイヤボンディングパッドとワイヤボールの接着強度を低下させることがある。
【０００９】
本発明では、ワイヤボンディングパッドとワイヤボールの接着強度の低下を抑制し、信頼性の高い半導体発光装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明は、基板と、前記基板上に配設された、第１導電型の第１の半導体層、この第１の半導体層上に配設された前記第１導電型とは逆の第２導電型の第２の半導体層を有する主半導体領域と、前記主半導体領域上に形成される光透過性導電膜と、前記光透過性導電膜上に形成される電極とを有し、前記電極は、前記光透過性導電膜上に接して形成される第1の金属層と、前記第1の金属層上に形成される第2の金属層とを有し、前記第1の金属層の膜厚が、前記光透過性導電膜表面の平均粗さＲａの値より大きいことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
ワイヤボンディングパッドとワイヤボールの接着強度の低下を抑制し、信頼性の高い発光装置を提供する。  
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態に係る半導体発光装置の断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る光透過性導電膜及び第1の金属層の拡大断面図である。
【図３】従来例に係る半導体発光装置の光透過性導電膜、第1の金属層及び第２の金属層の拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
次に、本発明の実施形態を、図面を参照して具体的に説明する。なお、ここで示す実施形態は一例であって、本発明はここに示す実施形態に限定される趣旨ではない。また、図面は模式的なものであり、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。又、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。
【００１４】
図１に、本発明の実施形態に従う半導体発光装置を示す。
本発明の第１の実施の形態に係る半導体発光装置は、半導体基板１と、半導体基板１上に配設された第１導電型の第１の半導体層（ｎ型半導体層）２、この第１の半導体層２上に活性層３を介して配設された第１導電型とは逆の第２導電型の第２の半導体層（ｐ型半導体層）４を有する主半導体領域１０とを備える。また、主半導体領域１０上には光透過性導電膜５が形成される。光透過性導電膜５上には、ワイヤボンディングパッドとして、第１の電極（上側電極）６が設けられる。
半導体基板１の裏面（主半導体領域１０が形成されない側）には、第２の電極（基板電極）７が形成される。
【００１５】
半導体基板１は導電型決定用不純物としてボロン等の3族元素を含むｐ型単結晶シリコン基板から成る。半導体基板１のp型不純物濃度は、例えば5×1018〜5×1019cm-3程度あり、抵抗率は0.0001Ω・ｃm〜0．01Ω・ｃm程度である。従って、半導体基板１は導電性基板であり、発光素子の電流通路として機能する。半導体基板１は、主半導体領域１０のエピタキシャル成長のための基板としての機能、及び発光素子を構成するための主半導体領域１０と第１の電極６との支持体としての機能を有する。半導体基板１の好ましい厚みは比較的厚い100〜500μmである。なお、半導体基板１の導電型をｎ型にすることもできる。
【００１６】
発光素子の主要部を構成するための主半導体領域１０は、半導体基板１と異種の３−５族化合物半導体から成る複数の層を有し、半導体基板１の上に周知の気相成長法によって形成されている。更に詳細には、主半導体領域１０は、ダブルヘテロ接合発光ダイオードを構成するためにｎ型半導体層２と活性層３とｐ型半導体層４とを順次に有している。
【００１７】
光透過性導電膜５は主半導体領域１０上、即ちｐ型半導体層４の表面のほぼ全部に配置され、ここにオーミック接触している。従って、既に説明したように光透過性導電膜５は主半導体領域１０に電流を均一に流すために寄与し、且つ主半導体領域１０から放射された光の取り出しを可能にする。この実施例の光透過性導電膜５は厚さ１８００オングストローム程度のＩＴＯ（インジウム・錫・オキサイド）から成る。なお、光透過性導電膜５を亜鉛（Ｚｎ）、インジウム（Ｉｎ）、スズ（Ｓｎ）、及びマグネシウム（Ｍｇ）よりなる群から選択された少なくとも一種の元素を含む酸化物によって形成することもできる。
また、光透過性導電膜５をＩＴＯ以外のＮｉ、Ｐｔ、Ｐｄ，Ｒｈ，Ｒｕ，Ｏｓ，Ｉｒ，Ａｕ、Ａｇ等から選択された材料で形成することもできる。しかし、いずれの材料で形成する場合であっても光透過性導電膜５の光透過性を高めることが必要であり、光透過性導電膜５をあまり厚く形成することができず、例えば５００〜５０００オングストローム、好ましくは１８００オングストローム程度に形成される。
【００１８】
図２に示すように、光透過性導電膜５の表面は、凹凸（凹部）を有している。このように、光透過性導電膜５の表面に凹部を形成することで、その上に配置される上側電極３との密着強度を高めることができる。このような凹部の形成は、例えば光透過性導電膜５の表面を塩酸でエッチングすることで形成される。
【００１９】
第１の電極（上側電極）３は金属層からなり、光透過性導電膜５上に形成される。詳細には、上側電極３は複数の金属層からなり、光透過性導電膜５上に直接接する第1の金属層６ａとその上に配置される第2の金属層６ｂで形成している。なお、第2の金属層の上に、さらに第3の金属層、第4の金属層を形成して上側電極３を形成することもできる。
【００２０】
第1の金属層６ａは、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｗ、Ｍｏから選択される少なくとも1種の元素を含み、若しくはそれらの化合物または窒化物からなる。第1の金属層６ａの厚さは、光透過性導電膜５の表面に形成された凹凸の平均表面粗さＲａの値よりも大きい膜厚であることが好ましい。本実施例においては３０〜５０００オングストローム程度に形成される。
【００２１】
このように、第1の金属層６ａの厚さを光透過性導電膜５の平均表面粗さＲａの値よりも大きい膜厚とすることで、光透過性導電膜５の表面に形成された凹部においても、第1の金属層６ａが薄くなることがない。また、第1の金属層６ａが十分な膜厚を有しているため、凹部の底部における第１の金属層６ａに隙間が形成されることもない。
このため、光透過性導電膜５に含まれるInやSn、Zn、Ga原子が、プロセス中の熱処理により、第1の金属層６ａを通り抜けて第2の金属層６ｂへ移動することはない。よって、ワイヤボンディング時のワイヤボンディングパッド（上側電極６）とワイヤボールの接着強度の低下を抑制することができる。
【００２２】
第２の電極（基板電極）７は金属層からなり、半導体基板１の裏面全面に形成されている。
【００２３】
上記のように、本発明は実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者は様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
本発明はここでは記載していない様々な実施形態を含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
【符号の説明】
【００２４】
１  半導体基板
２  ｎ型半導体層
３  活性層
４  ｐ型半導体層
５  光透過性導電膜
６  第１の電極（上側電極）
７  第２の電極（基板電極）
６ａ  第１の金属層
６ｂ  第２の金属層
１０  主半導体領域
【図１】
2016025302.tif 000003
【図２】
2016025302.tif 000004
【図３】
2016025302.tif 000005