[go: up one dir, main page]

JP2011198997A - Group iii nitride semiconductor light emitting element - Google Patents

Group iii nitride semiconductor light emitting element Download PDF

Info

Publication number
JP2011198997A
JP2011198997A JP2010064026A JP2010064026A JP2011198997A JP 2011198997 A JP2011198997 A JP 2011198997A JP 2010064026 A JP2010064026 A JP 2010064026A JP 2010064026 A JP2010064026 A JP 2010064026A JP 2011198997 A JP2011198997 A JP 2011198997A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrode
groove
auxiliary electrode
group iii
type layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2010064026A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshiya Kamimura
俊也 上村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyoda Gosei Co Ltd
Original Assignee
Toyoda Gosei Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyoda Gosei Co Ltd filed Critical Toyoda Gosei Co Ltd
Priority to JP2010064026A priority Critical patent/JP2011198997A/en
Priority to US12/923,318 priority patent/US8471288B2/en
Priority to CN201010285753.3A priority patent/CN102024892B/en
Publication of JP2011198997A publication Critical patent/JP2011198997A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Led Devices (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve a light extraction efficiency of a group III nitride semiconductor light emitting element.SOLUTION: The light emitting element 100 includes a first groove 108 formed on a surface on a side of a p-type layer 104 bonded to a p-type electrode 103. The groove 108 has a depth enough to penetrate the p-type layer 104 and an active layer 105 and reach an n-type layer 106. An auxiliary electrode 109 is formed in contact with a bottom face of the groove 108 but not in contact with a side face of the groove 108. Moreover, an insulating film 110 consisting of SiOis formed continuously on the side face of the groove 108, the bottom face of the groove where the auxiliary electrode 109 is not formed, and the auxiliary electrode 109. A second groove 111 so deep as to reach the auxiliary electrode 109 is formed on a surface opposite from the active layer 105 side of the n-type layer 106 in a region facing a part of the auxiliary electrode 109. An n-electrode 107 consisting of a pad part alone is formed on the auxiliary electrode 109 exposed on a bottom face of the second groove 111.

Description

本発明は、基板リフトオフ法によって成長基板を除去され、支持体と接合されたIII 族窒化物半導体発光素子に関するものである。   The present invention relates to a group III nitride semiconductor light emitting device in which a growth substrate is removed by a substrate lift-off method and bonded to a support.

III 族窒化物半導体の成長基板として、一般的にサファイア基板が用いられている。しかし、サファイアは導電性や熱伝導性に問題があり、明確な劈開面がなく加工が容易でない。そこで、これらの問題を解決する技術として、成長基板上にIII 族窒化物半導体を成長させた後に成長基板を除去する技術(基板リフトオフ)が開発されている。   A sapphire substrate is generally used as a growth substrate for a group III nitride semiconductor. However, sapphire has problems with conductivity and thermal conductivity, and it is not easy to process without a clear cleavage plane. Therefore, as a technique for solving these problems, a technique (substrate lift-off) has been developed in which a growth substrate is removed after a group III nitride semiconductor is grown on the growth substrate.

その技術の1つがレーザーリフトオフ法である。これは、III 族窒化物半導体層と支持基板とを接合した後、成長基板とIII 族窒化物半導体との界面にレーザーを照射してIII 族窒化物半導体層を分解させて成長基板を分離除去する方法である。また、別の技術として、III 族窒化物半導体層の成長基板に近い層に薬液に溶解可能な層を導入し、III 族窒化物半導体層と支持基板とを接合した後に、所望の薬液により上記薬液に溶解可能な層を溶解して成長基板を除去する方法(ケミカルリフトオフ法)も知られている。   One such technique is the laser lift-off method. This is because after the group III nitride semiconductor layer and the support substrate are joined, the interface between the growth substrate and the group III nitride semiconductor is irradiated with a laser to decompose the group III nitride semiconductor layer and remove the growth substrate. It is a method to do. As another technique, a layer that can be dissolved in a chemical solution is introduced into a layer close to the growth substrate of the group III nitride semiconductor layer, the group III nitride semiconductor layer and the support substrate are joined, and then the above-described method is performed using a desired chemical solution. A method of removing a growth substrate by dissolving a layer that can be dissolved in a chemical solution (chemical lift-off method) is also known.

このような成長基板が除去され、支持基板と接合されたIII 族窒化物半導体発光素子において、光取り出し効率を向上させる技術が特許文献1に示されている。特許文献1に記載の発光素子では、p型層のp電極と接合している側の表面からn型層に達する深さの光反射用凹部を設け、p型層からn型層に向かうにつれ素子面方向における断面積が減少するように凹部側面を傾斜させている。この反射用凹部により、活性層近傍に閉じ込められて素子面方向に伝搬している光をn型層側へと反射させ、光取り出し効率を向上させている。   Patent Document 1 discloses a technique for improving light extraction efficiency in a group III nitride semiconductor light-emitting device in which such a growth substrate is removed and bonded to a support substrate. In the light emitting device described in Patent Document 1, a light reflecting recess having a depth reaching the n-type layer from the surface of the p-type layer bonded to the p-electrode is provided, and as the p-type layer moves toward the n-type layer. The side surface of the recess is inclined so that the cross-sectional area in the element surface direction decreases. The reflection recesses reflect light confined in the vicinity of the active layer and propagating in the element surface direction to the n-type layer side, thereby improving light extraction efficiency.

2008−2050052008-205005

しかし、特許文献1のように光反射用凹部を設けた場合であっても、光反射用凹部によってn型層側へと反射された光の一部は、n型層のn電極と接合している側の表面において反射して素子内部へと戻ってしまうため、光取り出し効率が十分に向上していなかった。   However, even if a light reflecting recess is provided as in Patent Document 1, a part of the light reflected to the n-type layer side by the light reflecting recess is bonded to the n-type layer n electrode. The light extraction efficiency is not sufficiently improved because the light is reflected on the surface on the light-receiving side and returns to the inside of the element.

また、n型層の表面に形成されるn電極の占める面積を小さくすることで、光取り出し効率を向上させることも考えられる。しかし、その場合は素子面方向へ電流が十分に拡散せず、発光の均一性が損なわれてしまい、高電流密度で駆動させた際の発光効率の低下が大きくなってしまう。   It is also conceivable to improve the light extraction efficiency by reducing the area occupied by the n-electrode formed on the surface of the n-type layer. However, in that case, the current is not sufficiently diffused in the direction of the element surface, the uniformity of light emission is impaired, and the light emission efficiency is greatly reduced when driven at a high current density.

そこで本発明の目的は、発光の均一性を損なうことなく光取り出し効率を向上させたIII 族窒化物半導体発光素子を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a group III nitride semiconductor light-emitting device having improved light extraction efficiency without impairing the uniformity of light emission.

第1の発明は、導電性の支持体と、前記支持体上に位置するp電極と、p電極上に順に位置する、III 族窒化物半導体からなるp型層、活性層、n型層と、n電極と、を有するIII 族窒化物半導体発光素子において、p型層のp電極側表面からn型層に達する深さである第1の溝と、第1の溝により露出したn型層に接し、第1の溝の側面には接しない補助電極と、補助電極、および第1の溝の底面、側面を覆う透光性を有した絶縁膜と、補助電極の一部に素子面に垂直な方向において対向する領域に位置し、n型層のp電極側とは反対側の表面から補助電極に達する深さである第2の溝と、を有し、n電極は、パッド部のみからなり、第2の溝により露出した補助電極上に接して位置する、ことを特徴とするIII 族窒化物半導体発光素子である。   According to a first aspect of the present invention, there is provided a conductive support, a p-electrode positioned on the support, a p-type layer made of a group III nitride semiconductor, an active layer, and an n-type layer, which are sequentially positioned on the p-electrode. In the group III nitride semiconductor light-emitting device having the n-electrode, the first groove having a depth reaching the n-type layer from the p-electrode-side surface of the p-type layer, and the n-type layer exposed by the first groove An auxiliary electrode that is in contact with the first groove and is not in contact with the side surface of the first groove; an auxiliary electrode; a light-transmitting insulating film that covers the bottom and side surfaces of the first groove; And a second groove having a depth reaching the auxiliary electrode from the surface opposite to the p-electrode side of the n-type layer, the n-electrode having only a pad portion. A group III nitride semiconductor light-emitting device comprising: and located on and in contact with the auxiliary electrode exposed by the second groove

ここでIII 族窒化物半導体とは、一般式Alx Gay Inz N(x+y+z=1、0≦x、y、z≦1)で表される半導体であり、Al、Ga、Inの一部を他の第13族元素(第3B族元素)であるBやTlで置換したもの、Nの一部を他の第15族元素(第5B族元素)であるP、As、Sb、Biで置換したものをも含むものとする。より一般的には、Gaを少なくとも含むGaN、InGaN、AlGaN、AlGaInNを示す。n型不純物としてはSi、p型不純物としてはMgが通常用いられる。 Here, the group III nitride semiconductor is a semiconductor represented by the general formula Al x Ga y In z N (x + y + z = 1, 0 ≦ x, y, z ≦ 1), and a part of Al, Ga, and In Is replaced with other group 13 elements (group 3B elements) B or Tl, and part of N is replaced with other group 15 elements (group 5B elements) P, As, Sb, Bi. Including replacements. More generally, GaN, InGaN, AlGaN, or AlGaInN containing at least Ga is shown. Usually, Si is used as an n-type impurity and Mg is used as a p-type impurity.

n電極は、パッド部のみからなるのであれば任意の形状でよく、たとえば円形や正方形などである。また、パッド部の個数も任意でよいが、電流拡散性の点から、素子の形状に対して対称性を有した配置とすることが望ましい。たとえば、素子の中央に1つのパッド部を配置したり、素子形状が矩形の場合、2つのパッド部を矩形の対角位置にそれぞれ配置したりするのがよい。また、n電極は、補助電極となるべく広い面積で接触していることが望ましく、平面視においてn電極の形状が補助電極の形状に含まれていることが望ましい。補助電極とn電極との間の導通が容易となるからである。   The n electrode may have any shape as long as it is composed only of the pad portion, and is, for example, circular or square. The number of pad portions may be arbitrary, but from the viewpoint of current diffusivity, it is desirable to have an arrangement with symmetry with respect to the element shape. For example, it is preferable to arrange one pad portion at the center of the element, or to arrange two pad portions at diagonal positions of the rectangle when the element shape is rectangular. Further, it is desirable that the n electrode is in contact with the auxiliary electrode in as large an area as possible, and the shape of the n electrode is preferably included in the shape of the auxiliary electrode in plan view. This is because conduction between the auxiliary electrode and the n electrode is facilitated.

第1の溝および補助電極は任意のパターンでよいが、発光の均一性を高めるために対称性を有した配線状のパターンが望ましい。たとえば、格子状、ストライプ状、放射状の配線パターンや、それらを複合させた配線パターンなどである。第1の溝のパターンと補助電極のパターンは一致していなくてもよく、補助電極のパターンが第1の溝のパターンの一部であってもよい。n電極のパッド部と素子面に垂直な方向において対向する位置に、そのパッド部に等しい面積、形状で補助電極の一部を設けることが望ましい。また、第1の溝および補助電極の一部を、発光領域の外側を囲う配線パターンとするとよい。ここで発光領域は、発光素子に電圧を印加して発光させたときに発光している領域であり、活性層形成領域とp電極の形成領域とが重なる領域にほぼ一致した領域である。第1の溝および補助電極の一部をこのようなパターンとすると、従来は素子側面から放射されていた光を第1の溝の側面によってn型層側へ反射させることができるので、素子側面からの光の放射が減少し、上面からの放射が増加するが、一般に素子側面から放射される光は有効活用されることがないため、実質的な高効率化を図ることができる。また、第1の溝は、素子領域の外周に形成される素子分離用の溝を兼ねていてもよい。   The first groove and the auxiliary electrode may have an arbitrary pattern, but a wiring-like pattern having symmetry is desirable in order to improve the uniformity of light emission. For example, a grid pattern, a stripe pattern, a radial pattern, a combined pattern of these, and the like. The pattern of the first groove and the pattern of the auxiliary electrode may not match, and the pattern of the auxiliary electrode may be a part of the pattern of the first groove. It is desirable to provide a part of the auxiliary electrode with the same area and shape as the pad part at a position facing the pad part of the n electrode in the direction perpendicular to the element surface. In addition, a part of the first groove and the auxiliary electrode may be a wiring pattern that surrounds the outside of the light emitting region. Here, the light-emitting region is a region that emits light when a voltage is applied to the light-emitting element, and substantially coincides with a region where the active layer formation region and the p-electrode formation region overlap. When the first groove and part of the auxiliary electrode have such a pattern, light conventionally emitted from the side surface of the element can be reflected to the n-type layer side by the side surface of the first groove. However, since light emitted from the side surface of the element is generally not effectively used, substantial increase in efficiency can be achieved. The first groove may also serve as an element isolation groove formed on the outer periphery of the element region.

第1の溝の側面は、第1の溝の素子面方向における断面積がn型層側に向かって減少するように傾斜を持たせることが望ましい。素子面方向に伝搬する光を第1の溝の側面によってn型層側へ反射させることができ、光取り出し効率をより向上させることができるからである。第1の溝の側面が素子面に対して成す角度は、30〜85°が望ましい。30°未満の角度、または85°より大きい角度では、十分に光取り出し効率を向上させることができないからである。さらに望ましい角度は40〜80°である。   The side surface of the first groove is desirably inclined so that the cross-sectional area of the first groove in the element surface direction decreases toward the n-type layer side. This is because the light propagating in the element surface direction can be reflected to the n-type layer side by the side surface of the first groove, and the light extraction efficiency can be further improved. The angle formed by the side surface of the first groove with respect to the element surface is preferably 30 to 85 °. This is because the light extraction efficiency cannot be sufficiently improved at an angle of less than 30 ° or an angle of greater than 85 °. A more desirable angle is 40 to 80 °.

補助電極の材料は、従来よりIII 族窒化物半導体のn型層の+c面(Ga極性面)にコンタクトをとるためのn電極材として知られている任意の材料を用いることができる。たとえば、V/Ni、Ti/Al、V/Au、Ti/Au、Ni/Auなどの材料を補助電極に用いることができる。n電極の材料は、n電極が補助電極と直接接合するため、任意の材料を用いることができる。補助電極と同じ材料を用いてもよい。特に、n電極を2層以上の構成とし、その2以上の層のうち補助電極と接する層を窒素反応性を有する材料とすることが望ましい。補助電極に対して強固な密着性が得られる。窒素反応性を有する材料は、たとえばTi、V、Zr、W、Ta、Crなどである。   As the material of the auxiliary electrode, any material conventionally known as an n-electrode material for making contact with the + c plane (Ga polar plane) of the n-type layer of the group III nitride semiconductor can be used. For example, materials such as V / Ni, Ti / Al, V / Au, Ti / Au, and Ni / Au can be used for the auxiliary electrode. As the material for the n-electrode, any material can be used because the n-electrode is directly joined to the auxiliary electrode. The same material as the auxiliary electrode may be used. In particular, it is desirable that the n electrode has a structure of two or more layers, and a layer in contact with the auxiliary electrode among the two or more layers is made of a material having nitrogen reactivity. Strong adhesion to the auxiliary electrode can be obtained. Examples of the material having nitrogen reactivity include Ti, V, Zr, W, Ta, and Cr.

n型層表面には、KOH、NaOH、TMAH(水酸化テトラメチルアンモニウム)、リン酸などの水溶液によるウェットエッチングによって微細な凹凸を設け、光取り出し効率を向上させることが望ましい。   It is desirable to improve the light extraction efficiency by providing fine irregularities on the n-type layer surface by wet etching with an aqueous solution of KOH, NaOH, TMAH (tetramethylammonium hydroxide), phosphoric acid or the like.

絶縁膜は、電流のリークやショートを防止するために設けるものである。絶縁膜には発光素子の発光波長に対する透光性と絶縁性とを有した材料であれば任意の材料を用いることができ、たとえば、SiO2 、Al2 3 、Si3 4 、TiO2 などを用いることができる。絶縁膜を介して溝の側面や底面には高反射層を設けることが望ましい。また、高反射な材料からなるp電極が上記高反射層であってもよい。また、絶縁膜を介して溝の側面や底面に誘電体多層膜を設けたり、絶縁膜自体を誘電体多層膜としたりして、反射率を高めた構造としてもよい。 The insulating film is provided to prevent current leakage and short circuit. Any material can be used for the insulating film as long as the material has translucency and insulating properties with respect to the emission wavelength of the light emitting element. For example, SiO 2 , Al 2 O 3 , Si 3 N 4 , TiO 2 can be used. Etc. can be used. It is desirable to provide a highly reflective layer on the side surface and bottom surface of the groove via an insulating film. Further, the p electrode made of a highly reflective material may be the highly reflective layer. Alternatively, a dielectric multilayer film may be provided on the side surface and bottom surface of the groove via an insulating film, or the insulating film itself may be a dielectric multilayer film to increase the reflectivity.

III 族窒化物半導体の成長基板は、サファイアが一般的であるが、他にもSiC、ZnO、スピネル、などを用いることができる。また、支持体には、Si、Ge、GaAs、Cu、Cu−Wなどの基板を用いることができ、金属層を介してp電極と支持体を接合することで、支持体上にp電極を形成することができる。金属層には、Au−Sn層、Au−Si層、Ag−Sn−Cu層、Sn−Bi層などの金属共晶層を用いることができ、Au層、Sn層、Cu層などを用いることもできる。また、p電極上に直接めっきやスパッタなどによってCuなどの金属層を形成して支持体としてもよい。   The group III nitride semiconductor growth substrate is generally sapphire, but other materials such as SiC, ZnO, and spinel can be used. In addition, a substrate such as Si, Ge, GaAs, Cu, or Cu-W can be used as the support, and the p electrode is attached on the support by bonding the p electrode and the support through a metal layer. Can be formed. As the metal layer, a metal eutectic layer such as an Au—Sn layer, an Au—Si layer, an Ag—Sn—Cu layer, or a Sn—Bi layer can be used, and an Au layer, a Sn layer, a Cu layer, or the like is used. You can also. Further, a metal layer such as Cu may be formed directly on the p-electrode by plating, sputtering, or the like to form a support.

第2の発明は、第1の発明において、第1の溝および補助電極は、配線状のパターンである、ことを特徴とするIII 族窒化物半導体発光素子である。   A second invention is a group III nitride semiconductor light emitting device according to the first invention, wherein the first groove and the auxiliary electrode are wiring patterns.

第3の発明は、第1の発明または第2の発明において、第1の溝の側面は、溝の素子面方向における断面積がn型層側に向かって減少する傾斜を有する、ことを特徴とするIII 族窒化物半導体発光素子である。   According to a third invention, in the first invention or the second invention, the side surface of the first groove has an inclination in which the cross-sectional area in the element surface direction of the groove decreases toward the n-type layer side. And a group III nitride semiconductor light emitting device.

第4の発明は、第1の発明から第3の発明において、補助電極は、平面視においてn電極の形状を含む形状である、ことを特徴とするIII 族窒化物半導体発光素子である。   A fourth invention is a group III nitride semiconductor light emitting device according to the first to third inventions, wherein the auxiliary electrode has a shape including the shape of the n electrode in plan view.

第5の発明は、第1の発明から第4の発明において、III 族窒化物半導体発光素子は矩形であり、n電極は、その矩形の対角位置にそれぞれ位置する2つのパッド部であることを特徴とするIII 族窒化物半導体発光素子である。   According to a fifth invention, in the first to fourth inventions, the group III nitride semiconductor light-emitting element is rectangular, and the n-electrode is two pad portions respectively positioned at diagonal positions of the rectangle. A group III nitride semiconductor light-emitting device characterized by the following.

第6の発明は、第1の発明から第4の発明において、n電極は、素子中央の領域に位置する1つのパッド部であることを特徴とするIII 族窒化物半導体発光素子である。   A sixth invention is a group III nitride semiconductor light-emitting device according to the first to fourth inventions, wherein the n-electrode is one pad portion located in a central region of the device.

第7の発明は、第1の発明から第6の発明において、第1の溝および補助電極の一部は、発光領域の外側を囲む配線状のパターンであることを特徴とするIII 族窒化物半導体発光素子である。   A seventh invention is a group III nitride according to the first to sixth inventions, wherein the first groove and a part of the auxiliary electrode are wiring patterns surrounding the outside of the light emitting region It is a semiconductor light emitting device.

第8の発明は、第1の発明から第7の発明において、補助電極は、V/Al、Ti/Al、V/Au、Ti/Au、またはNi/Auから成ることを特徴とするIII 族窒化物半導体発光素子である。   An eighth invention is the group III according to the first to seventh inventions, wherein the auxiliary electrode is made of V / Al, Ti / Al, V / Au, Ti / Au, or Ni / Au This is a nitride semiconductor light emitting device.

第1の発明では、n電極と導通し、素子面方向への電流拡散を補助するための補助電極を設け、さらにn電極は補助電極と連続するようにしている。この補助電極は、溝の底面に露出するIII 族窒化物半導体のn型層の+c面と接触しているので、コンタクト抵抗が低い。そのため、補助電極によって素子面方向に効率的に電流を拡散させることができ、発光の均一性を高めることができる。また、n電極はパッド部のみであり、発光領域上に位置しないので、n電極の存在による光取り出しの阻害はなく、光取り出し効率を向上させることができる。また、n型層のシート抵抗に基づく電圧降下が大幅に低減されるため、駆動電圧を低下させることができる。   In the first invention, an auxiliary electrode is provided which is electrically connected to the n electrode and assists current diffusion in the element surface direction, and the n electrode is continuous with the auxiliary electrode. Since this auxiliary electrode is in contact with the + c plane of the n-type layer of the group III nitride semiconductor exposed at the bottom of the groove, the contact resistance is low. Therefore, the current can be efficiently diffused in the element surface direction by the auxiliary electrode, and the uniformity of light emission can be improved. In addition, since the n electrode is only the pad portion and is not located on the light emitting region, the light extraction is not hindered by the presence of the n electrode, and the light extraction efficiency can be improved. Moreover, since the voltage drop based on the sheet resistance of the n-type layer is greatly reduced, the drive voltage can be lowered.

また、第2の発明によると、補助電極による素子面方向への電流の拡散性がより向上し、発光の均一性をより高めることができる。   Further, according to the second invention, the current diffusibility in the element surface direction by the auxiliary electrode is further improved, and the uniformity of light emission can be further improved.

また、第3の発明によると、第1の溝の側面によって素子の面内に閉じ込められていた光を上方へ反射させることができ、光取り出し効率を向上させることができる。   According to the third invention, the light confined in the surface of the element by the side surface of the first groove can be reflected upward, and the light extraction efficiency can be improved.

また、第4の発明によると、n電極が広い面積で補助電極に接するため、補助電極とn電極間の導通が容易となり、その結果としてn電極の面積を減らすことができるため、発光領域を拡大させて光出力の向上を図ることができる。   According to the fourth invention, since the n electrode contacts the auxiliary electrode in a wide area, the conduction between the auxiliary electrode and the n electrode is facilitated, and as a result, the area of the n electrode can be reduced. The optical output can be improved by enlarging.

また、第5、6の発明によると、n電極のパッド部が対象に配置されるため、素子面方向への電流の拡散性がより向上し、発光の均一性をより高めることができる。   In addition, according to the fifth and sixth inventions, since the pad portion of the n-electrode is arranged as a target, the current diffusibility in the element surface direction is further improved, and the uniformity of light emission can be further improved.

また、第7の発明によると、素子側面からの光の放射が減少し、素子上面からの放射が増加するため、実質的な高効率化を図ることができる。   In addition, according to the seventh invention, since light emission from the side surface of the element is reduced and radiation from the upper surface of the element is increased, substantial efficiency improvement can be achieved.

また、第8の発明のように、補助電極の材料として、V/Al、Ti/Al、V/Auを用いることができる。   Further, as in the eighth invention, V / Al, Ti / Al, V / Au can be used as the material of the auxiliary electrode.

実施例1の発光素子100を上方から見た平面図。FIG. 3 is a plan view of the light emitting device 100 according to the first embodiment as viewed from above. 発光素子100の、図1におけるA−Aでの断面図。FIG. 2 is a cross-sectional view of the light-emitting element 100 taken along line AA in FIG. 補助電極109のパターンを示した図。The figure which showed the pattern of the auxiliary electrode 109. FIG. 発光素子100の製造工程を示した図。FIG. 10 shows a manufacturing process of the light-emitting element 100. 発光素子100の製造工程を示した図。FIG. 10 shows a manufacturing process of the light-emitting element 100. 発光素子100の製造工程を示した図。FIG. 10 shows a manufacturing process of the light-emitting element 100. 発光素子100の製造工程を示した図。FIG. 10 shows a manufacturing process of the light-emitting element 100. 発光素子100の製造工程を示した図。FIG. 10 shows a manufacturing process of the light-emitting element 100. 発光素子100の製造工程を示した図。FIG. 10 shows a manufacturing process of the light-emitting element 100. 発光素子100の製造工程を示した図。FIG. 10 shows a manufacturing process of the light-emitting element 100. 発光素子100の製造工程を示した図。FIG. 10 shows a manufacturing process of the light-emitting element 100. 発光素子100の製造工程を示した図。FIG. 10 shows a manufacturing process of the light-emitting element 100. n電極207のパターンを示した図。The figure which showed the pattern of the n electrode 207. FIG. 補助電極209のパターンを示した図。The figure which showed the pattern of the auxiliary electrode 209. FIG.

以下、本発明の具体的な実施例について図を参照に説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。   Hereinafter, specific examples of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the examples.

図1は、実施例1の発光素子100を上方から見た平面図であり、図2は、図1におけるA−Aでの断面図である。図1に示すように、発光素子100は、平面視で正方形である。また、図2に示すように、発光素子100は、支持体101と、支持体101上に低融点金属層102を介して接合されたp電極103と、p電極103上に順に積層されたIII 族窒化物半導体からなるp型層104、活性層105、n型層106と、nパッド電極107と、補助電極109と、によって構成されている。   FIG. 1 is a plan view of the light emitting device 100 of Example 1 as viewed from above, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. As shown in FIG. 1, the light emitting element 100 is square in plan view. As shown in FIG. 2, the light emitting device 100 includes a support 101, a p-electrode 103 bonded to the support 101 via a low-melting point metal layer 102, and a III layer sequentially stacked on the p-electrode 103. A p-type layer 104 made of a group nitride semiconductor, an active layer 105, an n-type layer 106, an n-pad electrode 107, and an auxiliary electrode 109 are included.

支持体101は、Si、GaAs、Cu、Cu−Wなどからなる導電性基板を用いることができる。支持体101の裏面(p電極103側とは反対側の面)には、裏面電極113が形成されていて、発光素子100は素子面に垂直な方向に導通を取る構成となっている。低融点金属層102には、Au−Sn層、Au−Si層、Ag−Sn−Cu層、Sn−Bi層などの金属共晶層を用いることができ、低融点金属ではないが、Au層、Sn層、Cu層などを用いることもできる。なお、低融点金属層102を用いて支持体101とp電極103とを接合するのではなく、p電極103上に直接めっきやスパッタなどによってCuなどの金属層を形成して支持体101としてもよい。p電極103は、Ag、Rh、Pt、Ruやこれらの金属を主成分とする合金などの高光反射率で低コンタクト抵抗な金属である。他にp電極103の材料として、Ni、Ni合金、Au合金などを用いることもでき、ITOなどの透明電極膜と高反射金属膜からなる複合層であってもよい。   As the support 101, a conductive substrate made of Si, GaAs, Cu, Cu—W, or the like can be used. A back electrode 113 is formed on the back surface of the support 101 (the surface opposite to the p electrode 103 side), and the light emitting element 100 is configured to conduct in a direction perpendicular to the element surface. As the low melting point metal layer 102, a metal eutectic layer such as an Au—Sn layer, an Au—Si layer, an Ag—Sn—Cu layer, or a Sn—Bi layer can be used. An Sn layer, a Cu layer, or the like can also be used. The support 101 may be formed by forming a metal layer such as Cu directly on the p electrode 103 by plating, sputtering, or the like, instead of joining the support 101 and the p electrode 103 using the low melting point metal layer 102. Good. The p-electrode 103 is a metal with high light reflectivity and low contact resistance, such as Ag, Rh, Pt, Ru, or an alloy containing these metals as a main component. In addition, Ni, Ni alloy, Au alloy or the like can be used as the material of the p electrode 103, and a composite layer made of a transparent electrode film such as ITO and a highly reflective metal film may be used.

p型層104、活性層105、n型層106は、従来より発光素子の構成として知られている任意の構成でよい。p型層104は、たとえば、支持体101側から順に、GaNからなるMgがドープされたpコンタクト層、AlGaNからなるMgがドープされたpクラッド層が積層された構造である。活性層105は、たとえば、GaNからなる障壁層とInGaNからなる井戸層が繰り返し積層されたMQW構造である。n型層106は、たとえば、活性層105側から順に、GaNからなるnクラッド層、GaNからなる高濃度にSiがドープされたn型コンタクト層、が積層された構造である。   The p-type layer 104, the active layer 105, and the n-type layer 106 may have any configuration conventionally known as a configuration of a light emitting element. The p-type layer 104 has, for example, a structure in which a p-contact layer doped with Mg made of GaN and a p-cladding layer doped with Mg made of AlGaN are stacked in order from the support 101 side. The active layer 105 has, for example, an MQW structure in which a barrier layer made of GaN and a well layer made of InGaN are repeatedly stacked. The n-type layer 106 has, for example, a structure in which an n-cladding layer made of GaN and an n-type contact layer doped with Si at a high concentration are stacked in order from the active layer 105 side.

p型層104のp電極103と接合している側の表面には、第1の溝108が形成されている。この第1の溝108は、p型層104、活性層105を貫通し、n型層106に達する深さである。第1の溝108の側面は、p型層104からn型層106に向かうにつれ素子面方向の断面積が減少するよう傾斜しており、第1の溝108の底面は素子面に平行である。   A first groove 108 is formed on the surface of the p-type layer 104 on the side bonded to the p-electrode 103. The first groove 108 has a depth that penetrates the p-type layer 104 and the active layer 105 and reaches the n-type layer 106. The side surface of the first groove 108 is inclined so that the cross-sectional area in the element surface direction decreases from the p-type layer 104 toward the n-type layer 106, and the bottom surface of the first groove 108 is parallel to the element surface. .

第1の溝108側面の傾斜角度は、素子面方向に対して30〜85度であることが望ましく、40〜80度であるとより望ましい。光取り出し効率をより向上させることができるからである。   The inclination angle of the side surface of the first groove 108 is desirably 30 to 85 degrees with respect to the element surface direction, and more desirably 40 to 80 degrees. This is because the light extraction efficiency can be further improved.

第1の溝108の底面にはn型層106が露出しており、補助電極109はこのn型層106が露出した第1の溝108の底面に接し、第1の溝108の側面には接しないよう形成されている。また、第1の溝108の側面、補助電極109の形成されていない溝108の底面、補助電極109に連続してSiO2 からなる絶縁膜110が形成されている。この絶縁膜110は、溝108の側面とp電極103との間、および補助電極109とp型層104との間での短絡を防止するために設けたものである。補助電極109には、従来よりIII 族窒化物半導体のn型層の+c面にコンタクトをとるn電極材として使用されているものを用いることができる。たとえば、V/Ni、Ti/Al、V/Au、Ti/Au、Ni/Auなどの材料を用いることができる。 The n-type layer 106 is exposed on the bottom surface of the first groove 108, and the auxiliary electrode 109 is in contact with the bottom surface of the first groove 108 where the n-type layer 106 is exposed, and on the side surface of the first groove 108. It is formed not to touch. In addition, an insulating film 110 made of SiO 2 is formed on the side surface of the first groove 108, the bottom surface of the groove 108 where the auxiliary electrode 109 is not formed, and the auxiliary electrode 109. This insulating film 110 is provided in order to prevent a short circuit between the side surface of the trench 108 and the p-electrode 103 and between the auxiliary electrode 109 and the p-type layer 104. As the auxiliary electrode 109, a material conventionally used as an n-electrode material that contacts the + c plane of the n-type layer of the group III nitride semiconductor can be used. For example, materials such as V / Ni, Ti / Al, V / Au, Ti / Au, and Ni / Au can be used.

なお、絶縁膜110は、発光素子100の発光波長に対する透光性と絶縁性を有した材料からなるものであればよく、SiO2 以外に、Al2 3 、Si3 4 、TiO2 などを用いることができる。 The insulating film 110 may be made of a material having translucency and insulating properties with respect to the emission wavelength of the light emitting element 100. In addition to SiO 2 , Al 2 O 3 , Si 3 N 4 , TiO 2, etc. Can be used.

溝108の側面と補助電極109との間には絶縁膜110を介して隙間が生じているが、この隙間は高反射な金属からなるp電極103で埋められており、溝108の側面における光の反射率を高め、より効率的に光をn型層106側へ反射できる構造としている。p電極103で隙間を埋めるのに替えて、溝108の側面に絶縁膜110を介して高反射率で絶縁膜110との密着性のよい金属膜(たとえばAlやCr)を別途設けたり、屈折率のことなる複数の誘電体からなる誘電体多層膜を形成することにより、光取り出し効率を向上させてもよい。また絶縁膜110自体を誘電体多層膜としてもよい。   A gap is formed between the side surface of the groove 108 and the auxiliary electrode 109 via the insulating film 110, and this gap is filled with the p-electrode 103 made of highly reflective metal, and light on the side surface of the groove 108. In this structure, light can be more efficiently reflected to the n-type layer 106 side. Instead of filling the gap with the p-electrode 103, a metal film (for example, Al or Cr) having high reflectivity and good adhesion to the insulating film 110 is separately provided on the side surface of the groove 108 via the insulating film 110, or refracted. The light extraction efficiency may be improved by forming a dielectric multilayer film composed of a plurality of dielectrics having different rates. The insulating film 110 itself may be a dielectric multilayer film.

第2の溝111は、図1に示すように、n型層106の活性層105側とは反対側の表面であって、正方形の発光素子100の外周部分と、対角位置にある2つの角部に形成されている。この第2の溝111は、補助電極109が露出する深さであり、対角位置にある2つの角部では、第2の溝111の底面に補助電極109が露出している。   As shown in FIG. 1, the second groove 111 is a surface of the n-type layer 106 on the side opposite to the active layer 105 side, and has two outer peripheral portions of the square light emitting element 100 and two diagonal positions. It is formed at the corner. The second groove 111 has a depth at which the auxiliary electrode 109 is exposed, and the auxiliary electrode 109 is exposed on the bottom surface of the second groove 111 at two corners at diagonal positions.

n電極107は、2つの正方形のパッド部からなり、図1に示すように、正方形の発光素子100の対角位置にある2つの角部であって、その2つの角部に形成された第2の溝111の底面に形成されている。そして、第2の溝111の底面に露出した補助電極109とn電極107は直接に接続している。そのため、n電極107には任意の材料を用いることができる。補助電極109と同じ材料を用いてもよい。特に、n電極107を2層以上の構成とし、その2以上の層のうち補助電極109と接する層を窒素反応性を有する材料とすることが望ましい。補助電極109に対して強固な密着性が得られる。窒素反応性を有する材料は、たとえばTi、V、Zr、W、Ta、Crなどである。   The n-electrode 107 is composed of two square pad portions. As shown in FIG. 1, the n-electrode 107 has two corner portions at the diagonal positions of the square light emitting device 100, and is formed at the two corner portions. It is formed on the bottom surface of the second groove 111. The auxiliary electrode 109 and the n-electrode 107 exposed on the bottom surface of the second groove 111 are directly connected. Therefore, any material can be used for the n-electrode 107. The same material as the auxiliary electrode 109 may be used. In particular, it is desirable that the n-electrode 107 has two or more layers, and a layer in contact with the auxiliary electrode 109 among the two or more layers is made of a material having nitrogen reactivity. Strong adhesion to the auxiliary electrode 109 is obtained. Examples of the material having nitrogen reactivity include Ti, V, Zr, W, Ta, and Cr.

図3は、補助電極109の平面パターンを示した図である。溝108の平面パターンも補助電極109の平面パターンとほぼ同様の形状である。補助電極109は、図1、図3に示されているように、素子面に垂直な方向においてn電極107に対向する位置(正方形の発光素子100の対角位置にある2つの角部)に、そのn電極107を平面視で内包するような大きさの正方形部分109aを有している。さらに補助電極109は、その正方形部分109aに連続して、正方形の発光素子100の辺に平行な配線で構成される格子状部分109bを有している。さらに補助電極109は、発光素子100の発光領域の外周112を囲む正方形の配線状部分109cを有している。なお、発光領域の外周112は、図1において2点鎖線で示した部分であり、発光領域はp電極107の形成領域であって、かつ、活性層105の形成領域である領域にほぼ一致した領域である。   FIG. 3 is a diagram showing a planar pattern of the auxiliary electrode 109. The planar pattern of the groove 108 is substantially the same shape as the planar pattern of the auxiliary electrode 109. As shown in FIGS. 1 and 3, the auxiliary electrode 109 is located at a position facing the n-electrode 107 in the direction perpendicular to the element surface (two corners at diagonal positions of the square light-emitting element 100). , And has a square portion 109a of a size that encloses the n-electrode 107 in plan view. Further, the auxiliary electrode 109 has a grid-like portion 109b constituted by wiring parallel to the sides of the square light emitting element 100, following the square portion 109a. Further, the auxiliary electrode 109 has a square wiring portion 109 c that surrounds the outer periphery 112 of the light emitting region of the light emitting element 100. The outer periphery 112 of the light emitting region is a portion indicated by a two-dot chain line in FIG. 1, and the light emitting region is a region where the p electrode 107 is formed and substantially coincides with a region where the active layer 105 is formed. It is an area.

上記のように補助電極109の一部として正方形部分109aを設けることで、補助電極109からn電極107へ円滑に電流が流れるようにしている。また、補助電極109の一部として発光領域の外周を囲む配線状部分109cを設けたのは、以下の理由による。配線状部分109cを形成する場合、この配線状部分109cは第1の溝108の底面に形成されるものであるから、当然に第1の溝108の一部も発光領域の外周112を囲む正方形の配線状に形成される。従来、素子の側面から放射されていた光は、発光素子100ではこの発光領域の外周を囲む第1の溝108の側面によってn型層106側へと反射される。一般に素子の側面から放射される光は有効活用されることがないものであるから、配線状部分109cによってn型層106側へ反射させる構造の発光素子100では、実質的な効率が向上している。   As described above, by providing the square portion 109 a as a part of the auxiliary electrode 109, a current flows smoothly from the auxiliary electrode 109 to the n electrode 107. The reason why the wiring-like portion 109c surrounding the outer periphery of the light emitting region is provided as a part of the auxiliary electrode 109 is as follows. When forming the wiring portion 109c, since the wiring portion 109c is formed on the bottom surface of the first groove 108, a part of the first groove 108 naturally has a square surrounding the outer periphery 112 of the light emitting region. It is formed in a wiring shape. Conventionally, light emitted from the side surface of the element is reflected to the n-type layer 106 side by the side surface of the first groove 108 surrounding the outer periphery of the light emitting region in the light emitting element 100. In general, the light emitted from the side surface of the element is not effectively utilized. Therefore, in the light emitting element 100 having the structure in which the light is reflected to the n-type layer 106 side by the wiring portion 109c, the substantial efficiency is improved. Yes.

n型層106の活性層105側とは反対側の表面には、微細な凹凸が形成されていることが望ましい。この微細な凹凸により、光取り出し効率を向上させることができる。微細な凹凸はウェットエッチングにより形成することができ、側面が素子面方向に対して約60度の角度を成した微小な六角錐を多数形成することができる。   It is desirable that fine irregularities be formed on the surface of the n-type layer 106 opposite to the active layer 105 side. This fine unevenness can improve the light extraction efficiency. Fine irregularities can be formed by wet etching, and a large number of minute hexagonal pyramids whose side surfaces form an angle of about 60 degrees with respect to the element surface direction can be formed.

この発光素子100では、p型層104側からn型層106に達する第1の溝108を形成し、その溝108底面に補助電極109を設けている。ここで、第1の溝108底面は、III 族窒化物半導体であるn型層106の+c面であり、補助電極109は溝108底面に十分低抵抗にコンタクトを取ることができる。また、補助電極109の一部は、n電極107に直接に接している。そのため、n電極107から供給されて補助電極109に達した電子は、配線状に形成された補助電極109を流れて素子面方向へ広く拡散させることができ、発光の均一性を高めることができる。また、n型層106のシート抵抗に基づく電圧降下が低減されるため、駆動電圧を低下させることができる。また、n電極107はパッド部のみであり、補助電極109上に設けられているため、n電極107は発光領域上には一切位置していない。そのため、n電極107が光取り出しを妨げることはなく、従来の発光素子に比べて光取り出し効率が向上している。また、活性層105周辺領域において素子面方向に伝播し、素子面内に閉じ込められていた光成分は、第1の溝108の傾斜した側面に沿う絶縁膜110とp電極103との界面において反射され、n型層106側へと方向が変化する。そのため、n型層106の活性層105側とは反対側の表面から外部へと放射される光成分が増加し、光取り出し効率が向上している。   In the light emitting element 100, a first groove 108 reaching the n-type layer 106 from the p-type layer 104 side is formed, and an auxiliary electrode 109 is provided on the bottom surface of the groove 108. Here, the bottom surface of the first groove 108 is the + c plane of the n-type layer 106 that is a group III nitride semiconductor, and the auxiliary electrode 109 can contact the bottom surface of the groove 108 with sufficiently low resistance. A part of the auxiliary electrode 109 is in direct contact with the n-electrode 107. Therefore, electrons supplied from the n-electrode 107 and reach the auxiliary electrode 109 can flow through the auxiliary electrode 109 formed in a wiring shape and can be diffused widely in the element surface direction, so that the uniformity of light emission can be improved. . Moreover, since the voltage drop based on the sheet resistance of the n-type layer 106 is reduced, the drive voltage can be lowered. Further, since the n-electrode 107 is only a pad portion and is provided on the auxiliary electrode 109, the n-electrode 107 is not located on the light emitting region at all. Therefore, the n-electrode 107 does not hinder light extraction, and the light extraction efficiency is improved as compared with the conventional light emitting element. Further, the light component propagating in the element surface direction in the peripheral region of the active layer 105 and confined in the element surface is reflected at the interface between the insulating film 110 and the p-electrode 103 along the inclined side surface of the first groove 108. As a result, the direction changes to the n-type layer 106 side. Therefore, the light component emitted from the surface opposite to the active layer 105 side of the n-type layer 106 increases, and the light extraction efficiency is improved.

次に、発光素子100の製造工程について、図4.A〜図4.Iを参照に説明する。   Next, a manufacturing process of the light emitting element 100 will be described with reference to FIG. A to FIG. I will be described with reference to I.

まず、サファイア基板115上に、MOCVD法によってIII 族窒化物半導体からなるn型層106、活性層105、p型層104を順に積層させる(図4.A)。MOCVD法において用いる原料ガスは、窒素源として、アンモニア(NH3 )、Ga源として、トリメチルガリウム(Ga(CH3 3 )、In源として、トリメチルインジウム(In(CH3 3 )、Al源として、トリメチルアルミニウム(Al(CH3 3 )、n型ドーピングガスとして、シラン(SiH4 )、p型ドーピングガスとしてシクロペンタジエニルマグネシウム(Mg(C5 5 2 )、キャリアガスとしてH2 とN2 である。サファイア基板115の表面には凹凸加工が施されていてもよい。また、サファイア基板115以外にもSiC、ZnO、スピネル、などを用いることができる。 First, an n-type layer 106 made of a group III nitride semiconductor, an active layer 105, and a p-type layer 104 are sequentially stacked on the sapphire substrate 115 by MOCVD (FIG. 4.A). Raw material gas used in the MOCVD method, as the nitrogen source, ammonia (NH 3), as a Ga source, trimethyl gallium (Ga (CH 3) 3) , as an In source, trimethylindium (In (CH 3) 3) , Al source Trimethylaluminum (Al (CH 3 ) 3 ), silane (SiH 4 ) as an n-type doping gas, cyclopentadienylmagnesium (Mg (C 5 H 5 ) 2 ) as a p-type doping gas, and H as a carrier gas 2 and N 2 . The surface of the sapphire substrate 115 may be subjected to uneven processing. In addition to the sapphire substrate 115, SiC, ZnO, spinel, or the like can be used.

次に、p型層104上に、第1の溝108を形成する領域に窓を開けたパターンのSiO2 からなるマスクを形成し、塩素系ガスプラズマを用いたドライエッチングを行う。これにより、補助電極108のパターン形状にほぼ一致したn型層106に達する深さの第1の溝108が形成される。その後、マスクはバッファードフッ酸等により除去する(図4.B)。 Next, a mask made of SiO 2 having a pattern in which a window is opened is formed on the p-type layer 104 in a region where the first groove 108 is to be formed, and dry etching using chlorine-based gas plasma is performed. As a result, a first groove 108 having a depth reaching the n-type layer 106 substantially matching the pattern shape of the auxiliary electrode 108 is formed. Thereafter, the mask is removed with buffered hydrofluoric acid or the like (FIG. 4.B).

次に、第1の溝108の底面に接し、かつ、第1の溝108の側面には接しないようにして第1の溝108の側面から距離をとって、補助電極109を形成する(図4.C)。補助電極109のアロイ処理は、補助電極109形成後のいずれのタイミングで行ってもよく、補助電極109のアロイ化のみを目的に行ってもよいし、のちに形成するp電極103とともにアロイ化を行ってもよい。   Next, the auxiliary electrode 109 is formed at a distance from the side surface of the first groove 108 so as to contact the bottom surface of the first groove 108 and not to contact the side surface of the first groove 108 (FIG. 4.C). The alloying process of the auxiliary electrode 109 may be performed at any timing after the auxiliary electrode 109 is formed, may be performed only for the purpose of alloying the auxiliary electrode 109, or may be alloyed together with the p electrode 103 to be formed later. You may go.

続いて、第1の溝108の側面、補助電極109が形成されていない第1の溝108の底面、補助電極109の側面、補助電極109の上面に連続して膜状に絶縁膜110を形成し、絶縁膜110によって補助電極109、および溝108の側面を覆う(図4.D)。このように、第1の溝108の形成により、その第1の溝108側面にジャンクションが露出するが、すぐに絶縁膜110によって保護することができ、電流リークを確実に防止することが可能である。   Subsequently, the insulating film 110 is formed in a film shape continuously on the side surface of the first groove 108, the bottom surface of the first groove 108 where the auxiliary electrode 109 is not formed, the side surface of the auxiliary electrode 109, and the upper surface of the auxiliary electrode 109. Then, the auxiliary electrode 109 and the side surfaces of the trench 108 are covered with the insulating film 110 (FIG. 4.D). As described above, the formation of the first groove 108 exposes a junction on the side surface of the first groove 108, but it can be immediately protected by the insulating film 110, and current leakage can be reliably prevented. is there.

次に、p電極103をスパッタ法によってp型層104上および絶縁膜110上に形成し、さらにその上に低融点金属層102を形成する(図4.E)。   Next, the p-electrode 103 is formed on the p-type layer 104 and the insulating film 110 by sputtering, and the low melting point metal layer 102 is further formed thereon (FIG. 4.E).

次に、支持体101を用意し、低融点金属層102を介して、支持体101とp電極103を接合する(図4.F)。なお、p電極103と低融点金属層102との間に図示しない拡散防止層をあらかじめ形成しておき、低融点金属層102の金属がp電極103側に拡散するのを防止するとよい。   Next, the support body 101 is prepared, and the support body 101 and the p electrode 103 are joined via the low melting-point metal layer 102 (FIG. 4.F). A diffusion prevention layer (not shown) may be formed in advance between the p electrode 103 and the low melting point metal layer 102 to prevent the metal of the low melting point metal layer 102 from diffusing to the p electrode 103 side.

そして、サファイア基板115側からレーザー光を照射して、レーザーリフトオフにより、サファイア基板115を分離除去し(図4.G)、サファイア基板115の除去により露出したn型層106表面を塩酸によって洗浄する。このサファイア基板115の除去により露出する面はn型層106のN極性面であるから、レーザーリフトオフ後にジャンクション保護のための絶縁膜110を形成する必要はないが、表面への汚れ付着や物理的ダメージからの保護の目的でその後に保護膜を形成してもよい。   Then, laser light is irradiated from the sapphire substrate 115 side, the sapphire substrate 115 is separated and removed by laser lift-off (FIG. 4.G), and the surface of the n-type layer 106 exposed by removing the sapphire substrate 115 is washed with hydrochloric acid. . Since the surface exposed by the removal of the sapphire substrate 115 is the N-polar surface of the n-type layer 106, it is not necessary to form the insulating film 110 for protecting the junction after the laser lift-off. A protective film may be formed afterwards for the purpose of protection from damage.

次に、サファイア基板115の除去により露出したn型層106表面に、第2の溝111を形成する領域に窓を開けたパターンのSiO2 からなるマスクを形成し、塩素系ガスプラズマを用いたドライエッチングを行う。これにより、補助電極109に達する深さの第2の溝111が形成する。この際、補助電極109中にPt層を設けることで、Pt層をエッチングストッパとして機能させることができる。その後、マスクはバッファードフッ酸等により除去する(図4.H)。 Next, on the surface of the n-type layer 106 exposed by the removal of the sapphire substrate 115, a mask made of SiO 2 having a pattern in which a window is opened in a region where the second groove 111 is to be formed is used, and chlorine-based gas plasma is used. Perform dry etching. As a result, a second groove 111 having a depth reaching the auxiliary electrode 109 is formed. At this time, by providing a Pt layer in the auxiliary electrode 109, the Pt layer can function as an etching stopper. Thereafter, the mask is removed with buffered hydrofluoric acid or the like (FIG. 4.H).

次に、第2の溝111の形成によって露出する補助電極109の正方形部分109a上に、正方形のパッド部であるn電極109をリフトオフ法によって形成する(図4.I)。そして、支持体101を研磨して薄くし、支持体101の低融点金属層102側とは反対側の表面に裏面電極113を形成し、素子分離部分(図4.Iにおいて点線で示した部分)でレーザーダイシングすることにより素子分離し、個々の発光素子100が製造される。   Next, an n-electrode 109, which is a square pad portion, is formed on the square portion 109a of the auxiliary electrode 109 exposed by the formation of the second groove 111 by a lift-off method (FIG. 4.I). Then, the support 101 is polished and thinned, a back electrode 113 is formed on the surface of the support 101 opposite to the low melting point metal layer 102 side, and an element isolation portion (a portion indicated by a dotted line in FIG. 4.I). ) To separate the elements, and individual light emitting elements 100 are manufactured.

なお、補助電極のパターンは、実施例1に示したものに限るものではなく、任意のパターンでよい。また、n電極のパッド部の個数や配置パターンも任意である。ただし、素子面方向の電流の拡散性を向上させ、発光の均一性を高めるために、補助電極およびn電極は対称性を有したパターンが望ましい。また、平面視においてn電極のパターンが補助電極のパターンに含まれるようにし、n電極が補助電極に広く接するようにすることが望ましい。また、補助電極の一部は発光領域の外周を囲む配線状部分を有していることが望ましい。以下にn電極および補助電極の他のパターンを示す。   The auxiliary electrode pattern is not limited to that shown in the first embodiment, and may be any pattern. Also, the number of n-electrode pad portions and the arrangement pattern are arbitrary. However, in order to improve the current diffusibility in the element surface direction and improve the uniformity of light emission, it is desirable that the auxiliary electrode and the n electrode have a symmetrical pattern. Further, it is desirable that the n electrode pattern is included in the auxiliary electrode pattern in plan view so that the n electrode is in wide contact with the auxiliary electrode. Further, it is desirable that a part of the auxiliary electrode has a wiring-like portion surrounding the outer periphery of the light emitting region. Other patterns of the n electrode and the auxiliary electrode are shown below.

図5は、他のn電極207のパターン、図6は他の補助電極209のパターンを示した図である。n電極207は、図5に示すように、平面視で正方形の発光素子において正方形の中央部に1つの円形のパッド部を有している。一方、補助電極209は、図6に示すように、素子面に垂直な方向においてn電極207と対向する位置に、そのn電極207を平面視で内包する一回り大きな円形部分209aを有している。さらに補助電極209は、その円形部分209aから、正方形の対角線方向に伸びた4本の配線状部分209bを有している。さらに補助電極209は、発光素子の発光領域の外周212を囲む正方形の配線状部分209cを有し、配線状部分209cの内側に同じく正方形の配線状部分209dを有している。このようなn電極207、補助電極209のパターンもまた、実施例1と同様に、発光素子の発光の均一性を向上させ、光取り出し効率を向上させることができる。   FIG. 5 is a diagram showing another n-electrode 207 pattern, and FIG. 6 is a diagram showing another auxiliary electrode 209 pattern. As shown in FIG. 5, the n-electrode 207 has one circular pad portion at the center of a square in a square light emitting element in plan view. On the other hand, as shown in FIG. 6, the auxiliary electrode 209 has a slightly larger circular portion 209 a that encloses the n electrode 207 in a plan view at a position facing the n electrode 207 in the direction perpendicular to the element surface. Yes. Further, the auxiliary electrode 209 has four wiring-like portions 209b extending from the circular portion 209a in a square diagonal direction. Further, the auxiliary electrode 209 has a square wiring portion 209c surrounding the outer periphery 212 of the light emitting region of the light emitting element, and similarly has a square wiring portion 209d inside the wiring portion 209c. Such a pattern of the n-electrode 207 and the auxiliary electrode 209 can also improve the light emission uniformity of the light-emitting element and improve the light extraction efficiency as in the first embodiment.

また、実施例では、サファイア基板の除去にレーザーリフトオフを用いているが、サファイア基板とn型層との間に薬液に溶解させることができるバッファ層を形成し、支持体との接合後に薬液によってバッファ層を溶解させてサファイア基板を分離除去するケミカルリフトオフを用いてもよい。   In the embodiment, laser lift-off is used to remove the sapphire substrate, but a buffer layer that can be dissolved in a chemical solution is formed between the sapphire substrate and the n-type layer, and the chemical solution is used after bonding to the support. Chemical lift-off in which the buffer layer is dissolved to separate and remove the sapphire substrate may be used.

本発明のIII 族窒化物半導体発光素子は、照明装置や表示装置などに用いることができる。   The group III nitride semiconductor light-emitting device of the present invention can be used for lighting devices, display devices, and the like.

101:支持体
102:低融点金属層
103:p電極
104:p型層
105:活性層
106:n型層
107:n電極
108:第1の溝
109:補助電極
110:絶縁膜
111:第2の溝
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101: Support body 102: Low melting-point metal layer 103: P electrode 104: P-type layer 105: Active layer 106: N-type layer 107: N electrode 108: 1st groove | channel 109: Auxiliary electrode 110: Insulating film 111: 2nd Groove

Claims (8)

導電性の支持体と、前記支持体上に位置するp電極と、前記p電極上に順に位置する、III 族窒化物半導体からなるp型層、活性層、n型層と、n電極と、を有するIII 族窒化物半導体発光素子において、
前記p型層の前記p電極側表面から前記n型層に達する深さである第1の溝と、
前記第1の溝により露出した前記n型層に接し、前記第1の溝の側面には接しない補助電極と、
前記補助電極、および前記第1の溝の底面、側面を覆う透光性を有した絶縁膜と、
前記補助電極の一部に素子面に垂直な方向において対向する領域に位置し、前記n型層の前記p電極側とは反対側の表面から前記補助電極に達する深さである第2の溝と、
を有し、
前記n電極は、パッド部のみからなり、前記第2の溝により露出した前記補助電極上に接して位置する、
ことを特徴とするIII 族窒化物半導体発光素子。
A conductive support, a p-electrode positioned on the support, a p-type layer made of a group III nitride semiconductor, an active layer, an n-type layer, and an n-electrode, which are sequentially positioned on the p-electrode, In a group III nitride semiconductor light emitting device having:
A first groove having a depth reaching the n-type layer from the p-electrode side surface of the p-type layer;
An auxiliary electrode in contact with the n-type layer exposed by the first groove and not in contact with a side surface of the first groove;
A transparent insulating film covering the auxiliary electrode and the bottom and side surfaces of the first groove;
A second groove located in a region facing a part of the auxiliary electrode in a direction perpendicular to the element surface and having a depth reaching the auxiliary electrode from the surface of the n-type layer opposite to the p electrode side When,
Have
The n electrode is composed of only a pad portion, and is positioned in contact with the auxiliary electrode exposed by the second groove.
A group III nitride semiconductor light emitting device characterized by the above.
前記第1の溝および前記補助電極は、配線状のパターンである、ことを特徴とする請求項1に記載のIII 族窒化物半導体発光素子。   2. The group III nitride semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein the first groove and the auxiliary electrode have a wiring pattern. 3. 前記第1の溝の側面は、前記溝の素子面方向における断面積が前記n型層側に向かって減少する傾斜を有する、ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載のIII 族窒化物半導体発光素子。   3. The group III according to claim 1, wherein a side surface of the first groove has an inclination in which a cross-sectional area in the element surface direction of the groove decreases toward the n-type layer side. Nitride semiconductor light emitting device. 前記補助電極は、平面視においてn電極の形状を含む形状である、ことを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載のIII 族窒化物半導体発光素子。   4. The group III nitride semiconductor light-emitting device according to claim 1, wherein the auxiliary electrode has a shape including an n-electrode shape in plan view. 5. 前記III 族窒化物半導体発光素子は矩形であり、
前記n電極は、その矩形の対角位置にそれぞれ位置する2つのパッド部であることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載のIII 族窒化物半導体発光素子。
The group III nitride semiconductor light emitting device is rectangular,
5. The group III nitride semiconductor light-emitting device according to claim 1, wherein the n-electrode is two pad portions respectively positioned at diagonal positions of the rectangle.
前記n電極は、素子中央の領域に位置する1つのパッド部であることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載のIII 族窒化物半導体発光素子。   5. The group III nitride semiconductor light-emitting device according to claim 1, wherein the n-electrode is one pad portion located in a central region of the device. 前記第1の溝および前記補助電極の一部は、発光領域の外側を囲む配線状のパターンであることを特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載のIII 族窒化物半導体発光素子。   7. The group III nitride according to claim 1, wherein a part of the first groove and the auxiliary electrode is a wiring pattern surrounding an outside of a light emitting region. 8. Semiconductor light emitting device. 前記補助電極は、V/Al、Ti/Al、V/Au、Ti/Au、またはNi/Auから成ることを特徴とする請求項1ないし請求項7のいずれか1項に記載のIII 族窒化物半導体発光素子。   The group III nitride according to any one of claims 1 to 7, wherein the auxiliary electrode is made of V / Al, Ti / Al, V / Au, Ti / Au, or Ni / Au. Semiconductor light emitting device.
JP2010064026A 2009-09-15 2010-03-19 Group iii nitride semiconductor light emitting element Withdrawn JP2011198997A (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010064026A JP2011198997A (en) 2010-03-19 2010-03-19 Group iii nitride semiconductor light emitting element
US12/923,318 US8471288B2 (en) 2009-09-15 2010-09-14 Group III nitride semiconductor light-emitting device including an auxiliary electrode in contact with a back surface of an n-type layer
CN201010285753.3A CN102024892B (en) 2009-09-15 2010-09-15 Group III nitride semiconductor light-emitting device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010064026A JP2011198997A (en) 2010-03-19 2010-03-19 Group iii nitride semiconductor light emitting element

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2011198997A true JP2011198997A (en) 2011-10-06

Family

ID=44876845

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010064026A Withdrawn JP2011198997A (en) 2009-09-15 2010-03-19 Group iii nitride semiconductor light emitting element

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2011198997A (en)

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013187332A (en) * 2012-03-07 2013-09-19 Toshiba Corp Semiconductor light-emitting element
JP2014072419A (en) * 2012-09-28 2014-04-21 Ushio Inc Led element and manufacturing method thereof
JP2014099663A (en) * 2014-03-04 2014-05-29 Toshiba Corp Semiconductor light emitting element
JP2014116439A (en) * 2012-12-10 2014-06-26 Nichia Chem Ind Ltd Semiconductor light-emitting element
JP2014120669A (en) * 2012-12-18 2014-06-30 Toshiba Corp Semiconductor light-emitting element
US9082931B2 (en) 2011-05-16 2015-07-14 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor light emitting device
US9159879B2 (en) 2013-02-28 2015-10-13 Nichia Corporation Semiconductor light emitting element
JP2017005191A (en) * 2015-06-15 2017-01-05 株式会社東芝 Semiconductor light emitting device
WO2020194387A1 (en) * 2019-03-22 2020-10-01 堺ディスプレイプロダクト株式会社 Micro led ultraviolet radiation source
WO2020194388A1 (en) * 2019-03-22 2020-10-01 堺ディスプレイプロダクト株式会社 Micro-led uv radiation source and method for manufacturing same
CN112635629A (en) * 2020-12-30 2021-04-09 深圳第三代半导体研究院 Light emitting diode and manufacturing method thereof
CN112652688A (en) * 2020-12-30 2021-04-13 深圳第三代半导体研究院 Light emitting diode and manufacturing method thereof
CN112652690A (en) * 2020-12-30 2021-04-13 深圳第三代半导体研究院 Light emitting diode and manufacturing method thereof

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006148087A (en) * 2004-10-21 2006-06-08 Nichia Chem Ind Ltd Semiconductor light emitting device and manufacturing method thereof

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006148087A (en) * 2004-10-21 2006-06-08 Nichia Chem Ind Ltd Semiconductor light emitting device and manufacturing method thereof

Cited By (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9082931B2 (en) 2011-05-16 2015-07-14 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor light emitting device
US9299889B2 (en) 2011-05-16 2016-03-29 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor light emitting device
US9368682B2 (en) 2011-05-16 2016-06-14 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor light emitting device
JP2013187332A (en) * 2012-03-07 2013-09-19 Toshiba Corp Semiconductor light-emitting element
JP2014072419A (en) * 2012-09-28 2014-04-21 Ushio Inc Led element and manufacturing method thereof
JP2014116439A (en) * 2012-12-10 2014-06-26 Nichia Chem Ind Ltd Semiconductor light-emitting element
JP2014120669A (en) * 2012-12-18 2014-06-30 Toshiba Corp Semiconductor light-emitting element
US9159879B2 (en) 2013-02-28 2015-10-13 Nichia Corporation Semiconductor light emitting element
US9293655B2 (en) 2013-02-28 2016-03-22 Nichia Corporation Semiconductor light emitting element
JP2014099663A (en) * 2014-03-04 2014-05-29 Toshiba Corp Semiconductor light emitting element
JP2017005191A (en) * 2015-06-15 2017-01-05 株式会社東芝 Semiconductor light emitting device
US10403790B2 (en) 2015-06-15 2019-09-03 Alpad Corporation Method for manufacturing semiconductor light-emitting device
CN110518103A (en) * 2015-06-15 2019-11-29 阿尔发得株式会社 Semiconductor light-emitting apparatus
CN110518103B (en) * 2015-06-15 2022-10-21 阿尔发得株式会社 semiconductor light emitting device
WO2020194387A1 (en) * 2019-03-22 2020-10-01 堺ディスプレイプロダクト株式会社 Micro led ultraviolet radiation source
WO2020194388A1 (en) * 2019-03-22 2020-10-01 堺ディスプレイプロダクト株式会社 Micro-led uv radiation source and method for manufacturing same
JPWO2020194387A1 (en) * 2019-03-22 2020-10-01
JPWO2020194388A1 (en) * 2019-03-22 2020-10-01
CN112635629A (en) * 2020-12-30 2021-04-09 深圳第三代半导体研究院 Light emitting diode and manufacturing method thereof
CN112652688A (en) * 2020-12-30 2021-04-13 深圳第三代半导体研究院 Light emitting diode and manufacturing method thereof
CN112652690A (en) * 2020-12-30 2021-04-13 深圳第三代半导体研究院 Light emitting diode and manufacturing method thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2011198997A (en) Group iii nitride semiconductor light emitting element
JP5304563B2 (en) Group III nitride semiconductor light emitting device
JP5246199B2 (en) Group III nitride semiconductor light emitting device
US8471288B2 (en) Group III nitride semiconductor light-emitting device including an auxiliary electrode in contact with a back surface of an n-type layer
US9142729B2 (en) Light emitting element
JP5650446B2 (en) Semiconductor light emitting device
US9117972B2 (en) Group III nitride semiconductor light-emitting device
KR100986353B1 (en) Light emitting device, method for fabricating the light emitting device and light emitting device package
JP6485019B2 (en) Semiconductor light emitting device
JP2019004161A (en) Light-emitting element
JP4889193B2 (en) Nitride semiconductor light emitting device
US20110303938A1 (en) Group III nitride semiconductor light-emitting element
KR100986523B1 (en) Semiconductor light emitting device and fabrication method thereof
JP5816243B2 (en) Light emitting device and light emitting device package
KR100986374B1 (en) Light emitting device, method for fabricating the light emitting device and light emitting device package
KR101039904B1 (en) Light emitting device, light emitting device package and manufacturing method
JP2013125929A5 (en)
US10270009B2 (en) Light-emitting device and light-emitting device package having same
JP6028597B2 (en) Group III nitride semiconductor light emitting device
JP5729328B2 (en) Group III nitride semiconductor light emitting device and method of manufacturing the same
JP2011009386A (en) Group iii nitride semiconductor light-emitting element and manufacturing method thereof
KR100999701B1 (en) Light emitting device, light emitting device manufacturing method and light emitting device package
JP2007073789A (en) Electrodes for semiconductor light emitting device
KR20120037100A (en) A light emitting device and a light emitting device package
KR20160057100A (en) Light emitting device having conductive oxide layer on edge area

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20120322

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20121205

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130312

A761 Written withdrawal of application

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761

Effective date: 20130417