半导体元件制造技术

一种半导体元件，在基板上至少层叠具有ｎ型导电性的ＧａＮ系半导体与具有ｐ型导电性的ＧａＮ系半导体，并在具有ｎ型导电性的ＧａＮ系半导体层表面以及具有ｐ型导电性的ＧａＮ系半导体层表面上形成电极，其中，在具有ｐ型导电性的ＧａＮ系半导体层表面，形成至少含有银的第１电极，和包围第１电极周围且不含银的第２电极。并且，第１电极在比第１电极外围内侧之处，具有使具有ｐ型导电性的ＧａＮ系半导体层露出的开口部。从而可以实现光利用效率，并具有高可靠性的半导体元件。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及形成有一对正负电极构成发光元件或感光元件的半导体元件，特别涉及一种由AlxInyGa1-x-yN(0≤x、0≤y、x+y＜11)构成的发光元件。
技术介绍
如今在我们的生活中，信号灯、车站或机场的航班来往显示板、设置在大楼外墙上的大型显示器、还有携带电话的背光光源等，可以说没有见不到发光元件之处。如此，层叠有半导体的发光元件或应用发光元件的感光元件渐渐成为不可或缺的物品，因此有不断提高上述元件特性的需求。其中，蓝色发光元件比起其他3原色中的红、绿开发较晚，因此提高特性或因应各种目的的蓝色发光元件的呼声最强。作为该蓝色发光元件，最常使用的是包含镓的氮化物半导体元件(以下称为GaN系半导体元件)。作为该GaN系半导体元件的构造，基本上是在蓝宝石基板上依次层叠由GaN构成的缓冲层、由掺杂Si的GaN组成的n侧接触层、包含单一量子井户构造或是多重量子井户构造的InGaN层的活性层、掺杂镁的A1GaN构成的p侧覆盖层、以及掺杂镁的GaN构成的p侧接触层，并且在蚀刻p侧接触层的一部分而露出的n侧接触层的表面上形成有由钛/铝组成的n电极，在p侧接触层的残余表面形成由镍/金组成的p电极，在20mA的情况下，当发光波长为450nm、5mW，外部量子效率为9.1％时有非常优良的特性。图12是表示现有技术的GaN系半导体元件的一例的立体图，图13是从其上面观看的俯视图。在具有上述构造的GaN系半导体元件中，在基板301上依次层叠有包含n侧接触层或n侧覆盖层等的n导电型半导体层302、活性层303、以及p侧覆盖层或p侧接触层等的p导电型半导体层304，p电极306是在p侧接触层表面层叠镍/金而构成。此p电极306几乎形成在接触层的整个表面。n电极307是以可获得与n导电型半导体层302电性连接的方式设置。GaN系半导体只要不掺p型的杂质就显示n型。为了实现具有pn接合的GaN系半导体元件必须为显示p型的GaN系半导体。例如，在形成掺杂Mg的GaN的膜后，进一步通过使用回火或电子线照射等手法，可获得p型GaN。然而，正像周知的那样，不应用特别的手法就不容易成为p型，GaN系半导体难以成为p型，也就是说，显示p型的GaN系半导体与显示n型的GaN系半导体相比电阻率有变高的倾向。当显示该p型的GaN系半导体层为高电阻时，在发光元件中流动的电流即使在p型半导体层中也难以变广，在因载子的再结合而导致的发光中产生偏移，以致发光在面内不均匀。其对策是在p侧接触层整个面形成p电极，在p型半导体层整个面使电流均匀流动，使发光不均的现象消失。另外，镍/金是200埃具有透光性，且与显示p型的GaN系半导体元件显示良好的电阻性接触，因此以使用p电极材料为佳。然而，由于金具有吸收短于550nm短波长的光的性质，故使用金作为p电极材料时，在p电极下部会吸收所发出的光，使元件内部发光的光无法有效放出至外部。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种光利用效率高，且具有高可靠性的半导体元件。本专利技术是具有如下的构成。(1)本专利技术之一的半导体元件，在基板上至少依次层叠第1导电型的半导体层和由与第1导电型相异的第2导电型构成的半导体层，在第2导电型半导体层表面形成有电极，其特征在于，在上述第2导电型半导体层表面分别形成至少含有银的第1电极以及不含银的第2电极。(2)本专利技术之二的半导体元件，是本专利技术之一所述半导体元件，其中第1电极是具有由银、银-镍合金、银-钯合金、银-铑合金或是银-白金合金构成的层。(3)本专利技术之三的半导体元件，是本专利技术之一或之二所述半导体元件，其中第2电极是在第2导电型半导体层表面上以包围第1电极周围的方式形成。(4)本专利技术之四的半导体元件，是本专利技术之1至3项中任一所述半导体元件，其中第1电极与第2导电型半导体层的接触部的势垒是小于第2电极与第2导电型半导体层的接触部的势垒。(5)本专利技术之五的半导体元件，是本专利技术之1至3项中任一所述半导体元件，其中第1电极与第2导电型半导体层的接触部的电阻性(ohmic性)优于第2电极与第2导电型半导体层的接触部的电阻性。(6)本专利技术之六的半导体元件，是本专利技术之1至5项中任一所述半导体元件，其中第1电极是含有铑、钯、镍及白金中至少一种。(7)本专利技术之七的半导体元件，是本专利技术之1至6项中任一所述半导体元件，其中第2电极是设定在与第1电极同电位、或是比第1电极高的电位。(8)本专利技术之八的半导体元件，是本专利技术之7所述半导体元件，其中第2电极是在第2导电型半导体层表面上与第1电极部分接触。(9)本专利技术之九的半导体元件，是本专利技术之8所述半导体元件，其中外部引出用衬垫电极以与第1电极及第2电极两方接触的方式形成。(10)本专利技术之十的半导体元件，是本专利技术之1至9项中任一所述半导体元件，其中第2导电型半导体表面具有在形成第1电极的区域与形成第2电极的区域之间未形成电极的电极非形成区域。(11)本专利技术之十一的半导体元件，是本专利技术之10所述半导体元件，其中电极非形成区域与第1电极及第2电极的最短距离设定为0.5μm以上。(12)本专利技术之十二的半导体元件，是本专利技术之1至11项中任一所述半导体元件，其中第1电极在第1电极外围的内侧处，具有露出第2导电型半导体层的开口部。(13)本专利技术之十三的半导体元件，是本专利技术之1至12项中任一所述半导体元件，其中半导体元件为发光元件，在第2导电型半导体层表面的发光区域中，第1电极周缘部的发光强度比周缘部以外的发光区域。(14)本专利技术之十四的半导体元件，是本专利技术之12或13所述半导体元件，其中在第1电极，将露出第2导电型半导体层的多个开口部的总面积Sa与未露出第2导电型半导体层的非开口部面积Sb的合计值设为S，将各开口部的内周长总和设为L，则L/S≥0.024μm/μm2成立。(15)本专利技术之十五的半导体元件，是本专利技术之14所述半导体元件，其中各开口部是具有大致相同形状或大致相同面积。(16)本专利技术之十六的半导体元件，是本专利技术之1至15项中任一所述半导体元件，其中半导体层是以至少包含镓的氮化物半导体形成。(17)本专利技术之十七的半导体元件，是本专利技术之1至16项中任一所述半导体元件，其中通过第2导电型半导体层的部分蚀刻露出第1导电型半导体层，在第1导电型半导体层的露出表面形成第3电极。(18)本专利技术之十八的半导体元件，是本专利技术之1至17项中任一所述半导体元件，其中第1导电型半导体层n型半导体层，第2导电型半导体层为p型半导体层。依据本专利技术，通过使用银作为电极材料，与现有技术使用金相比，不会吸收比约550nm短波长的光，使光利用效率提高。另外，由于银的电阻率低，具有良好的导电性，故即使电极的膜厚薄，也可防止电极电阻的增加。因此，增加电极膜厚的设计自由度，例如通过形成厚的电极，以提高电极的光反射性，或通过形成薄的电极，以提高电极的光透过率。另外，众所周知，银是容易引起电性迁移的材料，当在p电极材料以及n电极材料中的任一方对使用银的半导体元件通电时，一方电极中存在的银会通过元件侧面朝向另一方电极移动，因而会造成因为银的析出而导致短路的问题。因此，通过在一方的电极形成面形成含有银的第1电极，并设置不含银的第2电极，即使产生银的电性迁移，也可防止因第2电极的存在引起的短路，可获得可靠性高的半导本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体元件，在基板上至少依次层叠有第１导电型的半导体层和由与第１导电型相异的第２导电型构成的半导体层，在第２导电型半导体层表面形成有电极，其特征在于：在所述第２导电型半导体层表面上，分别形成有至少含有银的第１电极和不含银的第２电极。

【技术特征摘要】
JP 2001-7-12 212887/011.一种半导体元件，在基板上至少依次层叠有第1导电型的半导体层和由与第1导电型相异的第2导电型构成的半导体层，在第2导电型半导体层表面形成有电极，其特征在于在所述第2导电型半导体层表面上，分别形成有至少含有银的第1电极和不含银的第2电极。2.如权利要求1所述半导体元件，其特征在于第1电极具有由银、银-镍合金、银-钯合金、银-铑合金或银-白金合金构成的层。3.如权利要求1或2所述半导体元件，其特征在于第2电极在第2导电型半导体层的表面上以包围第1电极周围的方式形成。4.如权利要求1～3中任一项所述半导体元件，其特征在于第1电极与第2导电型半导体层的接触部的势垒，小于第2电极与第2导电型半导体层的接触部的势垒。5.如权利要求1～3中任一项所述半导体元件，其特征在于第1电极与第2导电型半导体层的接触部的电阻性优于第2电极与第2导电型半导体层的接触部的电阻性。6.如权利要求1～5中任一项所述半导体元件，其特征在于第1电极含有铑、钯、镍及白金中的至少一种。7.如权利要求1～6中任一项所述半导体元件，其特征在于第2电极设定为与第1电极等电位，或高于第1电极的电位。8.如权利要求7所述半导体元件，其特征在于第2电极在第2导电型半导体层表面上与第1电极部分接触。9.如权利要求8所述半导体元件，其特征在于外部引出用衬垫电极以与第1电极及第2电极两者接触的方式形成。10.如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：山田元量，园部真也，佐野雅彦，
申请(专利权)人：日亚化学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]