氮化物半导体发光元件及其制造方法

氮化物半导体发光元件及其制造方法
【专利摘要】氮化物类半导体发光元件包括：具有生长面（12）为m面的p型半导体区域（25）的氮化物类半导体层叠结构（20）；和设置于AldGaeN层（25）上的电极（30），其中AldGaeN层（25）由GaN类半导体形成，电极（30）以Ag为主成分且含有Mg和Zn的至少一者和Ge。
【专利说明】氮化物半导体发光元件及其制造方法
【技术领域】
[0001]本申请涉及氮化物半导体发光元件及其制造方法。
【背景技术】
[0002]作为VA族元素具有氮(N)的氮化物半导体，由于其带隙的大小，有望作为短波长发光元件的材料。其中，盛行氮化镓类化合物半导体(GaN类半导体)的研究，蓝色发光二极管(LED)、绿色LED以及以GaN类半导体为材料的半导体激光器也已经实用化。[0003]GaN类半导体具有纤锌矿型晶体结构。图1示意性地表示GaN类半导体的单位晶格。AlxGayInzN (x + y + z = l,x≥ 0,y≥O, z≥O)半导体的晶体通过将图1所示的Ga的一部分取代为Al和/或In得到。
[0004]图2表示一般用于以4指标标记(六方晶指数)表示纤锌矿型晶体结构的面的四个矢量apayayC。基本矢量c在[0001]方向延伸,该方向称为“c轴”。垂直于c轴的面(plane)称为“c面”或者“(0001)面”。此外，“c轴”和“c面”也有时分别记为“C轴”和“C面”。附图中，为了方便观看，使用大写文字标记。
[0005]使用GaN类半导体制作半导体元件时，作为使GaN类半导体晶体生长的基板(衬底)，一般而言，使用以c面即(0001)面为主面的基板。但是，c面中Ga的原子层与氮的原子层的位置在c轴方向稍微错开,所以形成极化(Electrical Polarization)。因此，“c面”也称为“极性面”。极化的结果，在有源层(活性层)中InGaN的量子阱方向沿c轴方向产生压电电场。如果产生这样的压电电场，则由于载流子的量子限制斯塔克效应，在有源层的电子和空穴的分布产生位置错位，所以内部量子效率降低。因此，如果是半导体激光器，则弓丨起阈值电流的增大。如果是LED，则引起消耗电力的增大和发光效率的降低。另外，随着注入载流子密度的上升引起压电电场的屏蔽(screening),也发生发光波长的变化。
[0006]于是，为了解决这些课题，研究了使用具有以非极性面、例如与[10-10]方向垂直、称为m面的(10-10)面作为主面的基板。这里，表示密勒指数的括号内的数字的左边所带有的-表示“杠(bar)”。m面如图2所示,是与c轴(基本矢量c)平行的面,与c面正交。m面中，Ga原子和氮原子存在于同一原子面，所以在垂直于m面的方向不发生极化。其结果是，如果在垂直于m面的方向形成半导体层叠结构，则在有源层也不产生压电电场，所以能够解决上述课题。
[0007]m 面是(10-10)面、(-1010)面、(1-100)面、(-1100)面、(01-10)面、(0-110)面的总称。此外，本说明书中“X面生长”是指在垂直于六方晶纤锌矿结构的X面(X = C、m等)的方向发生外延生长。X面生长中，有时将X面称为“生长面”。另外，有时将由X面生长形成的半导体的层称为“X面半导体层”。
[0008]因此，例如，使用具有这样的非极性面的基板制得的LED，与现有的c面上的元件相比，能够实现发光效率的提闻。
[0009]这样，在m面基板上生长得到的GaN类半导体元件与在c面基板上生长得到的GaN类半导体元件相比，可以发挥显著的效果，但是，存在接触电阻高于在c面上生长得到的GaN类半导体元件的问题。
[0010]专利文献I中讲，在以m面为主面的GaN类半导体发光元件中，利用在与P型半导体区域接触的Mg层和Mg层之上形成的Ag层所构成的P侧电极，能够降低接触电阻。专利文献2中讲，在以m面为主面的GaN类半导体发光元件中，利用由Zn和Ag构成的电极，能够降低接触电阻。公开了专利文献I和2中所记载的P侧电极通过进行加热处理，P型半导体侧的Ga元素向电极侧扩散，在P型半导体形成作为受体(Acceptor)发挥作用的Ga空孔，所以接触电阻降低。
[0011]另外，在专利文献3中，公开了一种IIIA-VA族GaN类化合物半导体的电极，其特征在于，是在IIIA-VA族氮化物的半导体层上形成的，包括在Zn中含有溶质元素的Zn类物质得到的第一层；和层叠于上述第一层上部、由选自{Au、Co、Pd、Pt、Ru、Rh、Ir、Ta、Cr、Mn、Mo、Tc、W、Re、Fe、Sc、T1、Sn、Ge、Sb、Al、ITO、ZITO、ZIO、GIO、ZTO、FTO、AZO、GZO、In4Sn3O12和ZrvxMgxO (O ^ X ^ I)}中的至少一种物质得到的第二层。
[0012]另外，专利文献4中讲,通过用Pd取代现有的装饰用银合金的Ag-1n-Cu-Ge合金中的In，能够提供耐湿性得到改良的Ag-Pd-Cu-Ge合金。
[0013]另外，专利文献5中，公开了从P-GaN接触层118侧依次具有Ag合金层120a、Ti层120b和Au层120c的P侧电极120。Ag合金层120a以Ag为主成分，添加有Pd、Cu和Ge。由于添加有Ge，所以引起Pb和Cu的相互作用，即使是比较低浓度的Pd浓度和Cu浓度，也能够得到良好的热稳定性和化学稳定性。另外，在Ag合金层120a中，通过添加Ge，能够抑制Pd和Cu的添加引起的反射率的降低。Ag合金层120a为在Ag中添加有Pd 1.0质量％、Cu 1.0质量％、Ge 0.1质量％的合金。
[0014]现有技术文献
[0015]专利文献`
[0016]专利文献1:日本专利第4568379号公报
[0017]专利文献2:专利第4568380号公报
[0018]专利文献3:日本特开2005-136415号公报
[0019]专利文献4:专利第4417166号公报
[0020]专利文献5:日本特开2010-56423号公报

【发明内容】

[0021]发明所要解决的课题
[0022]但是，上述现有的技术中，还存在电力效率和发光效率的提高的课题。
[0023]本申请的不用于限定而仅用于例示的实施方式，提供一能够提高电力效率和发光效率的氮化物半导体发光元件及其制造方法。
[0024]用于解决课题的方法
[0025]为了解决上述课题，本发明的一个方式是具备生长面为m面的具有P型半导体区域的氮化物类半导体层叠结构、和设置于上述P型半导体区域上的电极的氮化物半导体发光元件,上述P型半导体区域由GaN类半导体形成，上述电极以Ag为主成分含有Mg和Zn的至少一种和Ge。
[0026]发明的效果[0027]根据本发明的一个方式的氮化物半导体发光元件及其制造方法，能够提高电力效率和发光效率。
【专利附图】

【附图说明】
[0028]图1是示意性地表示GaN的单位晶格的立体图。
[0029]图2是表示纤锌矿型晶体结构的基本矢量a1、a2、a3、c的立体图。
[0030]图3 (a)至(C)是本发明的例示的实施方式的氮化物类半导体发光元件100的截面示意图。
[0031]图4 (a)是表示m面的晶体结构的图，(b)是表示c面的晶体结构的图。
[0032]图5 (a)是由SIMS分析得到的m- (ZruGe)Ag的深度方向线形(profile), (b)是m- (Zn) Ag和m- (Zn、Ge) Ag的热处理前后的光反射率线形。
[0033]图6 (a)是m- (Zn、Ge) Ag的热处理前后的TLM测定的电流-电压特性，(b)是TLM电极图案图。
[0034]图7 (a)和(b)是从TLM测定算出的固有接触电阻的图。
[0035]图8 (a)是表示 m- (N1、Ge) Ag、m_ (Mg、Ge) Ag、m_ (Zn、Ge) Ag 由 SIMS 分析得到的Ga的深度方向线形的图，(b)是表示m- (N1、Ge) Ag、m_ (Mg、Ge) Ag、m_ (Zn、Ge) Ag由SIMS分析得到的Ge的深度方向线形的图。
[0036]图9 (a)是m- (N1、Ge) Ag的光反射率线形，(b)是m_ (Mg、Ge) Ag的光反射率线形，(c)是m- (Zn、Ge) Ag的光反射率线形。
[0037]图10是m- (Zn, Ge) Ag的从TLM测定计算出的固有接触电阻的图。
[0038]图11是在m面P型接触区域上形成Ag为主成分且含有Mg和Ge的电极并进行了TLM测定的结果。
[0039]图12 (a)是在c面上和m面上制作的(Pd、Ge) Ag电极的由TLM测定得到的电流-电压特性，(b)是从TLM测定计算出的固有接触电阻的图。
[0040]图13 (a)是表不Ge层的厚度和接触电阻的关系的图，(b)是Ge的厚度和反射率的关系的图。
[0041]图14是本发明的例示的实施方式的光源的截面示意图。
【具体实施方式】
[0042]在以下说明本发明的一个着眼点。
[0043]例如，一般的倒装芯片型LED中，从有源层放出的光的一部分由P侧电极反射，通过基板，向半导体层的外部出射。此时，为了使从LED的有源层的发光高效地取出到外部，具有高的反射率的P侧电极层的形成很重要。作为P侧电极层所使用的反射率高的材料，有Ag。
[0044]一般而言，在半导体设置含有金属膜的电极时，为了消除在半导体和金属之间产生的肖特基势垒，进行加热处理。金属膜含有Ag时，存在Ag在加热处理时发生凝集现象的可能性。该凝集现象，金属膜的表面积变小，使得在金属膜表面存在的过剩的自由能(表面能)变小。由于该凝集现象引起Ag原子在膜中移动。从而，发生膜表面粗糙度的增大和膜中的空孔，光反射率有下降的可能性。[0045]发明人发现，在m面基板上生长的GaN类半导体层形成Ag电极时，与在c面基板上生长的GaN类半导体层形成Ag电极时相比，容易发生Ag的凝集。
[0046]另外，Ag容易由于腐蚀现象而发生反射率劣化。例如，容易与氧、硫和卤素发生反应，在存在水分的环境中也容易发生迁移(Migration)。
[0047]这样的状况中，发明人发现了能够兼顾接触电阻的降低和光反射率的提高，能够提高电力效率和发光效率的方法。[0048]本发明的一个实施方式的要点如下。
[0049](I)本发明的一个实施方式的氮化物半导体发光元件，包括:生长面为m面的具有P型半导体区域的氮化物类半导体层叠结构；和设置于上述P型半导体区域上的电极，上述P型半导体区域由GaN类半导体形成，上述电极以Ag为主成分含有Mg和Zn的至少一者和Ge。
[0050]根据本发明的一个实施方式的氮化物半导体发光元件，能够提高电力效率和发光效率。
[0051](2)上述(I)中的上述电极的Ag的浓度可以为50质量％以上，Mg、Zn和Ge的浓度合计可以为50质量％以下。
[0052](3)上述(I)或(2)中的上述电极的Ag的浓度可以为90质量％以上，Mg、Zn和Ge的浓度合计可以为10质量％以下。
[0053](4)上述(I)~(3)中的任一项中的上述电极中，Ge的浓度可以为0.05质量％以上2.0质量％以下。
[0054](5)上述(I)~(4)中的任一项中的上述电极与上述P型半导体区域的界面中，Mg和Zn中的任一者的浓度可以高于Ge。
[0055](6)上述(I)~(5)中的任一项中的上述电极与上述P型半导体区域的界面的Ge浓度可以低于与上述P型半导体区域侧相反一侧的电极表面的Ge浓度。
[0056](7)上述(I)~(6)中的任一项中的上述电极可以含有从上述P型半导体区域扩散的Ga，上述电极中的Ga浓度随着远离上述P型半导体界面而降低。
[0057](8)上述(I)~(7)中的任一项中的上述电极中，Ag、Mg、Zn、Ge和Ga以外的元素的浓度可以为0.1质量％以下。
[0058](9)上述(8)中，上述元素可以包括N1、Cu、Pd、In、Sn、Nd、Sm、Pt、Au和Bi中的至少一种。
[0059](10)上述(I)~(9)中的任一项中，上述电极对波长450nm的光的反射率可以为85%以上。
[0060](11)上述(I)~(10)中的任一项中的上述电极对波长520nm的光的反射率可以为90%以上。
[0061](12)上述(I)~(11)中的任一项中的上述电极的厚度可以为2nm以上500nm以下。
[0062](13)上述(I)~(12)中的任一项中的上述P型半导体区域可以由AlxGayInzN半导体形成，其中，x + y + z = l,x^0,y>0,z ^O0
[0063](14)本发明的一个实施方式的光源，包括:上述(I)~(13)中的任一项中的氮化物半导体发光元件；和波长转换部，其含有转换从上述氮化物半导体发光元件辐射的光的波长的荧光物质。
[0064](15)本发明的一个实施方式的氮化物半导体发光元件的制造方法，包括:准备基板的工序(a);在上述基板上形成生长面为m面的具有P型半导体区域的氮化物类半导体层叠结构的工序(b);和在上述P型半导体区域的上述生长面上形成电极的工序(C)，上述P型半导体区域由GaN类半导体形成,上述电极以Ag为主成分含有Mg和Zn的至少一种和Ge。
[0065](16)上述(15)中，上述工序(c)可以包括在上述P型半导体区域的上述生长面上堆积Zn层和Mg层的至少一个的工序，和堆积含有Ge的Ag合金层的工序。
[0066](17)上述(15)中，上述工序(c)可以包括上述P型半导体区域的上述生长面上堆积Ge层的工序，和堆积Zn层或Mg层的工序。
[0067](18)上述(15)中，上述工序(C)可以包括堆积含有Ge、Zn和Mg的至少一种的Ag
合金层的工序。
[0068](19)上述(15)?(18)的任一项中，上述工序(c)可以包括在400°C以上600V以下加热上述电极的工序。
[0069](20)上述(15)?(19)的任一项中，上述工序(C)中，可以形成上述电极，使得上述电极中Ag、Mg、Zn、Ge和Ga以外的元素的浓度为0.1质量％以下。
[0070](21)上述(15)?(20)的任一项中，可以加热上述电极的工序之后的上述电极与上述P型半导体区域的界面的Ge浓度，低于与上述P型半导体区域侧相反一侧的电极表面的Ge浓度。
[0071]以下，参照附图，说明本发明的例示的实施方式。以下的附图中，为了说明的简洁化，用相同的参照标记表示实质上具有相同的功能的构成要素。此外，本发明不受以下的实施方式限定。
[0072]图3 (a)?(C)示意性地表示本发明的例示的实施方式的氮化物类半导体发光元件100的截面结构。图3 (a)?(C)所示的氮化物类半导体发光元件100具有由GaN类半导体构成的氮化物类半导体层叠结构。
[0073]本实施方式的氮化物类半导体发光元件100包括:以m面为生长面(表面)12的GaN类基板10;形成于m面上的半导体层叠结构20 ;和形成于半导体层叠结构20上的电极30。本实施方式中，半导体层叠结构20是通过m面生长而形成的m面半导体叠成结构，其生长面为m面。此外，由于在r面蓝宝石基板上也有a面GaN生长的情况，根据生长条件也不需要一定是GaN类基板10的主面为m面。本实施方式的结构中，只要至少半导体层叠结构20中与电极接触的半导体区域的生长面为m面即可。
[0074]本实施方式的氮化物类半导体发光元件100作为支承半导体层叠结构20的GaN类基板10具备GaN基板，但是也可以代替GaN基板具备其他的基板，也能够在基板被除去的状态下使用。
[0075]图4 Ca)示意性地表示生长面为m面的氮化物类半导体的截面(垂直于基板主面的截面)的晶体结构。Ga原子和氮原子在平行于m面的同一原子面上存在，所以在垂直于m面的方向不发生极化。S卩，m面为非极性面，在垂直于m面的方向生长的有源层内不产生压电电场。此外，添加的In和Al位于Ga的配位点(site),取代Ga。即使Ga的至少一部分被In或Al取代，在垂直于m面的方向也不发生自发极化。[0076]具有以m面为主面的GaN类基板，在本说明书中称为“m面GaN类基板”。为了得到在垂直于m面的方向生长的m面氮化物类半导体层叠结构，典型而言，使用m面GaN类基板，在该基板的m面上使半导体生长即可。这是因为，GaN类基板的主面的面方位反映为半导体层叠结构的面方位。但是，如上所述，基板的主面不需要一定为m面，并且，在最终的器件(device)中也不需要残留基板。
[0077]为了参考，在图4(b)中，示意性地表示生长面为c面的氮化物类半导体的截面(垂直于基板主面的截面)中的晶体结构。Ga原子和氮原子不存在于与c面平行的同一原子面上。其结果是，在垂直于c面的方向发生自发极化。具有以c面为主面的GaN类基板在本说明书中称为“c面GaN类基板”。
[0078]c面GaN类基板是用于使GaN类半导体晶体生长的一般的基板。由于平行于c面的Ga的原子层和氮的原子层的位置在c轴方向稍微错开，所以沿c轴方向形成极化。
[0079]接着，参照图3(a)。在m面GaN类基板10的生长面(m面)12上，形成有半导体层叠结构20。半导体层叠结构20是含有AlaInbGaeN层(a + b + c = I, a ^ O, b ^ O, c ^ O)的有源层24，含有AldGaeN层(d + e= l，d>0，e>0)25。AldGaeN层25以有源层24为基准，位于与生长面12侧相反的一侧。这里，有源层24是氮化物类半导体发光元件100中的电子注入区域。
[0080]本实施方式的半导体层叠结构20中，也含有其它层，在有源层24和GaN类基板10之间，形成有AluGavInwN层(u十v十w = I, u ^ O, v > O, w > O) 22。本实施方式的AluGavInwN层22为第一导电型(η型)的AluGavInwN层22。另外，在有源层24和AldGaeN层25之间，也可以设置不掺杂的GaN层。
[0081]AldGaeN层25中，Al的组成比率d，不需要在厚度方向一致。AldGaeN层25中，Al的组成比率d在厚度方向可以连续或阶梯地变化。即，AldGaeN层25可以具有Al的组成比率d不同的多个层层叠得到的多层结构，掺杂剂的浓度也可以在厚度方向发生变化。另外，从降低接触电阻的观点出发，AldGaeN层25的最上部(半导体层叠结构20的上表面部分)可以由Al的组成比率d为O的层(GaN层)构成。另外，Al组成比率d为O也可以不为0，也能够使用Al组成为0.05左右的Alaci5Gaa95N.[0082]AldGaeN层25中，掺杂有第二导电型(P型)的掺杂剂。作为P型掺杂剂，一般使用Mg，但例如也可以掺杂Zn、Be等。
[0083]在AldGaeN层25的生长面侧，存在p型接触区域26。p型接触区域26是AldGaeN层25的一部分，不需要形成为具有明确的边界的层叠结构。P型接触区域26中，与AldGaeN层25相比，Ga的空孔大量存在，在Ga的配位点取代的活性的掺杂剂的量多，所以载流子浓度高而电阻低。此外，为了进一步降低接触电阻，在P型接触区域26中，P型掺杂剂可以以高于AldGaeN层25的浓度掺杂。p型接触区域26的厚度可以为IOnm以上50nm以下。
[0084]电极30与P型接触区域26接触，作为P型电极(P侧电极)发挥功能。本实施方式中，电极30与掺杂有第二导电型(P型)的掺杂剂的P型接触区域26接触。
[0085]电极30以Ag为主成分，含有Zn或Mg的至少一种和Ge。电极30是含有50质量％以上的Ag且Zn或Mg中的至少一种和Ge的合计仅为50质量％以下的合金。更期望电极30中的Ag的浓度为90质量％以上且Zn或Mg中的至少一种和Ge的合计为10质量％以下。Ag的浓度为90质量％以上，则能够特别提高光的反射率。期望在半导体界面中，Ge少于Zn或Mg。电极30中从与半导体的界面至IOOnm的区域中，Ge例如以I质量％以下的浓度含有。电极30中从与半导体的界面至IOOnm的区域中的Ge的比例为I质量％以下，则可以得到充分低的接触电阻。另外，电极30中从与半导体的界面至IOOnm的区域中，Ge可以为0.01质量％以下。由此，可以得到更低的接触电阻。另外，电极30中从与半导体的界面至40nm的区域中可以为0.01质量％以下。由此，可以得到更低的接触电阻。
[0086]另外，电极30整体中，Ge例如以0.05质量％以上2.0质量％以下的浓度含有。通过使Ge的浓度为0.05质量％以上，能够容易地制作。另外，Ge的浓度也可以为I质量％以下。
[0087]电极30含有来自接触的GaN类半导体的Ga。电极30可以含有制造上不可避免的杂质(例如，N1、Cu、Pd、In、Sn、Nd、Sm、Pt、Au、Bi 等)，其浓度(Ag、Mg、Zn、Ge 和 Ga 以外的元素的浓度)合计为0.1质量％以下。
[0088]电极30可以是由Ag层、Zn层或Mg层中的至少一种、和Ge层构成的层叠电极，也可以具有Ag层、Zn层或Mg层中的至少一种、和Ge层一部分合金化的结构。另外，电极30可以是在Ag中Zn或Mg中的至少一种、和Ge大致均匀扩散的合金的单层结构。
[0089]为了从发光元件100高效地发出光，期望如本实施方式选择光的吸收少的电极、即对光具有高反射率的电极，可以以与P型接触区域26接触的方式形成Ag或以Ag为主成分的合金层。
[0090]电极30以Ag为主成分，含有Zn或Mg中的至少一种和Ge，也可以在其上表面(与和半导体的界面相对的面)配置金属层31。金属层31可以如图3 (b)所示仅与电极30的上表面接触，也可以如图3 Ca)和(c)覆盖上表面和侧面。
[0091]如上所述，Ag容易与其它物质(例如，氧、硫、卤素、水分)反应从而反射率劣化。Ag合金化与纯粹的Ag相比，反射率劣化的进展变迟，形成遮蔽与容易反应的物质的接触的结构，能够期望可靠性提高。即，电极30如图3 (a)所示仅与P型接触区域26和金属层31接触，但是期望如图3 (b)和(c)所示仅与P型接触区域26、金属层31和绝缘膜50接触。
[0092]绝缘膜50以氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)、其它一般使用的绝缘膜形成，但是，不需要整体为全部一样的组成。例如，可以在与半导体层叠结构20、电极30接触的区域为SiOx、在表面侧(与和半导体的界面相对的面)为SiNx。一般而言，由于氮化物比氧化物疏水性强，通过在绝缘膜50中使用氮化物的层，能够抑制电极30与水分的接触。
[0093]在金属层31中，可以形成向电极30的内部扩散且光反射率低的合金，或者选择使接触电阻不劣化的金属。即，作为金属层31，可以选择如T1、Fe、W、Pd、Pt、N1、Mo这样的难以与Ag混合、或难以在AlxGayInzN (x + y + z = l,x^0,y^0,z ^ O)中扩散或者即使扩散也不与掺杂剂抵消的金属。
[0094]本实施方式的电极30的厚度，例如，可以为20nm以上500nm以下的范围。通过使电极30的厚度为20nm以上，在后述的热处理中难以发生凝集，所以电极30的材料不易凝集而形成岛状。另外，通过使电极30的厚度为500nm以下，能够避免变形变大，所以能够使电极30不易剥落。
[0095]另外，具有m面的生长面12的GaN类基板10的厚度，例如为100~400 μ m。这是由于大约100 μ m以上的基板厚度则不对晶片的处理产生障碍。此外，本实施方式的GaN类基板10只要具有由GaN类材料构成的m面的生长面12，也可以为层叠结构。即，本实施方式的GaN类基板10也包括至少在生长面12存在m面的基板，因此，可以基板整体为GaN类，也可以是与其它材料的组合。
[0096]本实施方式的结构中，在η型的AluGavInwNM (例如，厚度0.2~2 μ m) 22的一部分，形成有电极40 (η型电极)。图示的例子中，在半导体层叠结构20中形成电极40的区域中，形成有凹部42，使得η型的AluGavInwN层22的一部分露出。在通过该凹部42露出的η型的AluGavInwN层22的生长面设置有电极40。电极40，例如，由Al层和Pt层的层叠结构构成，电极40的厚度例如为100~200nm。
[0097]本实施方式的有源层24具有交替层叠有Gaa9InaiN阱层(例如，厚度9nm)和GaN阻挡层(例如，厚度9nm)的GalnN/GaN多量子阱(MQW)结构(例如，厚度81nm)。
[0098]在有源层24之上，设置有P型的AldGaeN层25。p型的AldGaeN层25的厚度例如为0.2~2 μ m。此外，如上所述，在有源层24和AldGaeN层25之间，可以设置不掺杂的GaN层。
[0099]接着，继续参照图3，说明本实施方式的氮化物类半导体发光元件100的制造方法。
[0100]首先，准备m面GaN类基板10。本实施方式中，作为GaN类基板10，使用GaN基板。本实施方式的GaN基板可以使用HVPE (Hydride Vapor Phase Epitaxy,氢化物气相外延)法得到。
[0101]例如，首先，在c面蓝宝石基板上生长数mm级别的厚膜GaN。之后，通过将厚膜GaN在垂直于c面的方向、以m面切出，得到m面GaN基板。GaN基板的制作方法不限于上述方法，例如，也可以是使用钠助熔剂法等液相生长或氨热法等熔液生长方法制作块体GaN的坯锭，将其以m面切出的方法。
[0102]代替GaN类基板10，例如，能够使用氧化镓、SiC基板、Si基板、蓝宝石基板等。为了基板上使由m面的GaN类半导体外延生长，可以使SiC、蓝宝石基板的面方位也为m面。其中，也有在r面蓝宝石基板上a面GaN生长的情况，所以根据生长条件，有时不必生长用表面一定为m面。只要至少半导体层叠结构20的生长面为m面即可。本实施方式中，在GaN类基板 10 之上，通过 MOCVD (Metal Organic Chemical Vapor Deposition,有机金属化合物化学气相沉积)法依次形成结晶层。
[0103]接着，在m面GaN类基板10之上，形成AluGavInwN层22。作为AluGavInwN层22，例如形成厚度3μπι的AlGaN。形成GaN时，在m面GaN类基板10之上，通过在1100°C供给TMG (Ga (CH3) 3)、TMA (Al (CH3) 3)和 NH3 堆积 GaN 层。
[0104]接着，在AluGavInwN层22之上，形成有源层24。该例子中，有源层24具有交替层叠有厚度9nm的Gaa9Ina ^阱层和厚度9nm的GaN阻挡层的厚度81nm的GalnN/GaN多量子阱(MQW)结构。形成Gaa9InaiN阱层时，进行In的取入，所以可以将生长温度降低至800°C。
[0105]接着，在有源层24之上，例如，堆积厚度30nm的不掺杂GaN层。接着，在不掺杂GaN层之上，形成AldGaeN层25。作为AldGaeN层25，例如，通过供给TMG、NH3、TMA、TMI和作为P型杂质的Cp2Mg (二茂镁)，形成厚度70nm的p-Alai4Gaa86N。在堆积AldGaeN层25的生长面侧、例如厚度20nm的区域时，增大Cp2Mg的供给量，形成Mg的浓度为7 X 1019atomS/cm3的P型接触区域26。
[0106]以以上顺序在GaN类基板10之上制作得到的半导体层叠结构20，用丙酮和乙醇进行超声波清洗，除去有机物和微粒等污溃，在P型接触区域26表面侧形成抗蚀剂图案，用氯系干式蚀刻除去P型接触区域26、AldGaeN层25、不掺杂GaN层和有源层24的一部分，形成凹部42，使AluGavInwN层22的η型电极形成区域露出。
[0107]接着，在位于凹部42的底部的η型电极形成区域之上，形成电极40。电极40，例如，使用真空蒸镀法(电阻加热法、电子束法等)、溅射法，依次堆积T1、Al、Pt。
[0108]接着，在P型接触区域26之上形成电极30。例如，使用电子束蒸镀法，以Zn、Ge、Ag的顺序,分别堆积厚度0.5nm、0.5nm、400nm,在氮和氧以10:1混合得到的气氛中进行10分钟500度的加热处理。该热处理，例如，在400°C以上600°C以下的温度进行。此时，电极30的总质量中，Zn和Ge的比例分别为约0.085质量%和约0.063质量％。
[0109]本工序中，Zn层的厚度为例如0.5nm以上IOnm以下，Ge层的厚度为例如0.5nm以上IOnm以下。通过使Ge的厚度为0.5nm以上,能够控制性良好地形成Ge层。另外,通过使Ge的厚度为IOnm以下，能够将电极的光的反射率保持在高的范围。Ag层的厚度为例如50nm以上500nm以下即可。Ag层的厚度在该范围内，则Ag的凝集得到抑制。另外，电极中Zn的质量％为例如0.05%以上10%以下，Ge的质量％为例如0.05%以上10%以下，Ag的质量％为例如80%以上99.9%以下即可。
[0110]此外，用于形成电极30的元素堆积顺序不限于上述顺序。例如，可以依次堆积Ge、Zn、Ag。例如,可以在堆积Zn之后,堆积含有Ge的Ag层。另外，也可以堆积Ge、Zn、Ag的合金层。也能够使用Mg代替Zn。另外，除了 Zn，还能够使用Mg。
[0111]电子束蒸镀法是用电子束使原料形成蒸汽而吸附于试样表面的方法，在电极30，可以在Zn和Ge以外以全部合计为0.1质量％以下含有制造原料的金属粒料时不可避免的杂质(例如，N1、Cu、Pd、In、Sn、Nd、Sm、Pt、Au、Bi等)。通过进行加热处理,构成电极30的Zn、Ge、Ag相互扩散而合金化。电极30不需要为均匀的合金，可以一部分偏析，也可以形成层叠结构。以下，电极30的构成记为m- (Zn、Ge)Ag。此时,意味着是在以m面为生长面的GaN类半导体之上形成的、以Ag为主成分含有Zn和Ge的金属膜。
[0112]图5 (a)是通过本实施方式制作得到的m- (Zn、Ge) Ag电极的SIMS (Secondary1n-microprobe Mass Spectrometer, 二次离子质谱法)分析结果。作为一次离子Cs+向试样入射，测定溅射的二次离子的质量，由此得到关于构成试样的元素和量的深度方向的线形。Zn和Mg以左纵轴的浓度atoms/cm3表示检测浓度，除此以外的元素为右纵轴的检测强度。横轴的距离为根据SMS测定后的溅射痕迹的深度、假定溅射率(Sputtering rate) —定而算出的值，将Ga的强度减半的区域定义为电极与半导体的界面(距离=0)。从图5(a)中可知，使Zn、Ge、Ag堆积，在进行了 10分钟500度的热处理得到的电极中，Zn和Ge不以层状存在，而在主成分Ag的膜中扩散。
[0113]此外，从图5 (a)可知，电极(横轴从-0.4到0.0的区域)含有从半导体扩散的Ga，电极中的Ga浓度随着从与半导体的界面远离而降低。
[0114]接着，在电极30的上表面，形成金属层31。金属层31为例如厚度200nm的Ti的膜。金属层31可以是含有T1、Pt、Mo、Pd、Au、W等的单层，也可以是层叠结构。如图3 (a)、图3 (c)所不,如果形成为以金属层31覆盖电极30的上表面和侧壁的结构，由于电极30与大气不接触，所以能够抑制Ag的迁移、硫化、氧化、化等的腐蚀。防止电极30和大气接触的膜不必全部为金属，如图3 (b)所示，可以上表面为金属层31、侧面由绝缘膜50的一部分覆盖。绝缘膜50例如使用厚度400nm左右的SiNx。
[0115]另外，在上述金属保护电极或电介质保护膜之上，可以形成配线用的金属(Au、AuSn 等)。
[0116]可以使用激光剥离、蚀刻、研磨等方法，除去GaN类基板10、AluGavInwN层22的一部分。此时，可以仅除去GaN类基板10，也可以选择性地仅除去GaN类基板10和AluGavInwN层22的一部分。当然，也可以不除去GaN类基板而使其残留。通过以上的工序，形成本实施方式的氮化物类半导体发光元件100。
[0117]本实施方式的氮化物类半导体发光元件100中，对电极40和电极30之间施加电压，则空穴从电极30向有源层24注入，电子从电极40向有源层24注入，例如产生450nm波长的光。
[0118]参照图5 (a)到图6 (b)说明通过本实施方式制作得到的m_ (Zn、Ge)Ag电极的特征。
[0119]图5 (b)是在m面GaN上堆积0.5nm的Zn层、0.5nm的Ge层和400nm的Ag层得到的试样m- (Zn、Ge) Ag、以及在m面GaN上堆积0.5nm的Zn层和400nm的Ag层得到的试样m- (Zn) Ag的反射率测定结果。反射率的测定通过从GaN类基板10侧以入射角5度照射入射光来进行，在波长375nm以下反射率降低是由于GaN类基板10的光吸収的缘故。m- (Zn)Ag的反射率，在热处理前在375nm以上的波长区域中高至94%，在氮和氧以10:1混合的气氛中进行了 10分钟500度的加热处理，结果在整个波长区域反射率降低。
[0120]另一方面，可知m- (Zn、Ge)Ag在加热处理前反射率低，Ge的光吸収大。但是，m- (Zn、Ge) Ag在加热处理后反射率变高。从图5 (a)的SMS结果可知，这可以认为是由于Ge和Zn —起在金属膜侧扩散，半导体界面附近的光的吸収变小的缘故。在进行测定的整个波长区域中，热处理后的反射率为m- (Zn、Ge) Ag高于m- (Zn) Ag,在波长450nm中为88%，在波长520nm中为94%。本实施方式中，通过在电极30中添加Ge，例如能够使对波长450nm的光的反射率为85%以上对波长520nm的光的反射率为90%以上。
[0121]另外，注目于加热处理后，可以发现m- (Zn)Ag在波长500nm附近、m- (ZruGe)Ag在460nm附近的特异性的反射率降低。这可以认为是由于Ag的凝集引起针状空穴和粒界的缘故，根据在Ag中添加的元素的种类、浓度、加热处理的气氛、温度条件，反射率的降低程度和波长区域发生变化。
[0122]图6 (a)是通过本实施方式制作得到的m- (ZruGe)Ag电极的TLM (TransmissionLine Method，传输线法)测定结果。TLM测定是如图6 (b)所示的进行电极图案间的电流-电压测定而算出固有接触电阻的方法，m- (ZruGe)Ag电极的固有接触电阻以平均得到低至8.4Χ10_4Ω ^m2的值。接触电阻一般与接触的面积S (cm2)成反比例。这里，以接触电阻为R( Ω )，则R = Rc/S的关系成立。比例常数Re称为固有接触电阻，相当于接触面积S为Icm2时的接触电阻R。即，固有接触电阻的大小不依赖于接触面积S，是用于评价接触特性的指标。以下，有时将“接触电阻”简记为“固有接触电阻”。
[0123][比较实验I]
[0124]用与实施方式同样的方法堆积半导体层叠结构20，在P型接触区域26之上形成以Ag为主成分的各种电极，进行了 TLM测定。在表中总结固有接触电阻。
[0125]图7(a)是 m- (Ge)Ag 电极、m_ (Pd) Ag 电极、m_ (Ni)Ag 电极、m_ (Mg) Ag 电极和m- (Zn) Ag电极的固有接触电阻的测定结果。为了制作各个电极,将Ge、Pd、N1、Mg、Zn的任一种的金属在P型接触区域26之上堆积厚度0.5nm,在其上堆积厚度400nm的Ag层，在氮和氧以10:1混合的气氛中进行10分钟500度的加热处理。此外，图中的纵轴所示的“ IE-1 ” 表示 “ I X 10—1 ”，“ 1E-2” 表示 “ I X 10_2，，，即，“ IE + X” 表示 “ I X 10x”。
[0126]如图7 (a)所示，m- (Pd) Ag 电极、m_ (Ni)Ag 电极、m_ (Mg) Ag 电极和 m_ (Zn)Ag电极中任一个的接触电阻为低至I~2X 10_3Ω.cm2的值，只有m_ (Ge) Ag电极的接触电阻高至7.5X 10_2Ω.cm2。Pd和Ni作为现有的c面GaN类半导体元件的p型电极使用，容易形成功函数大的欧姆接触。另一方面，如专利文献I和2所述，可以认为，具有Mg和Zn的电极中，在m面GaN之上堆积，进行热处理，则Ga原子从半导体层流出，形成作为受体发挥作用的Ga空孔，所以接触电阻降低。但是，Ge是功函数小、作为η型掺杂剂发挥作用的元素，所以可以认为，发生与P型掺杂剂的补偿，m- (Ge)Ag电极的接触电阻变高。
[0127]图7 (b)是 m- (Pd、Ge) Ag 电极、m_ (N1、Ge) Ag 电极、m_ (Mg、Ge) Ag 电极和m- (ZruGe)Ag电极的固有接触电阻的测定结果。为了制作各个电极，将Pd、N1、Mg、Zn的任一种的金属在P型接触区域26之上堆积厚度0.5nm，在其上堆积厚度0.5nm的Ge，在其上堆积厚度400nm的Ag层，在氮和氧以10:1混合的气氛中进行10分钟500度的加热处理。如上所述，由于Ge对P型电极产生不良影响,所以m- (Pd、Ge) Ag电极、m_ (N1、Ge) Ag电极、m- (Mg、Ge) Ag电极的接触电阻高于不使用Ge的m_ (Pd) Ag电极、m- (Ni) Ag电极、m- (Mg) Ag电极的值。但是，m- (Zn、Ge) Ag电极的接触电阻平均为8.4Χ10-4Ω.cm2,是低于m- (Zn) Ag电极的值。
[0128]参照图8至图9，考察得到这样的结果的理由。
[0129]图8 (a)是由SMS测定得到的Ga线形，以m_ (N1、Ge)Ag电极的加热处理前“Λ”和加热处理后“”、m- (Mg、Ge) Ag电极的加热处理前“ □”和加热处理后“ ”、m- (Zn、Ge)Ag电极的加热处理前“〇”和加热处理后“.”表示。加热处理前的Ga线形在三个电极中几乎相同而重叠，但是，热处理后的Ga线形发生变化。即，在电极侧(横轴负侧)Ga扩散，扩散的Ga的量以m- (Zn、Ge)Ag、m- (Mg、Ge)Ag、m_ (N1、Ge) Ag的顺序增大。如上所述，可知使用Mg和Zn时，m面GaN的Ga在电极侧扩散，大量形成Ga空孔。
[0130]图8 (b)是SMS测定中所得到的Ge线形，以m_ (N1、Ge) Ag电极的加热处理前“Λ”和加热处理后“”、m- (Mg、Ge)Ag电极的加热处理前“□”和加热处理后“”、m_ (Zn、Ge)Ag电极的加热处理前“〇”和加热处理后“.”表示。加热处理前，可以看到表示三个电极在与半导体的界面附近Ge大量存在的峰，但如果进行热处理，任一个均在电极侧扩散。注目于加热处理后的半导体界面，可知以m- (N1、Ge)Ag、m- (Mg、Ge)Ag、m_ (Zn、Ge)的顺序，Ge的强度增强，残留对受体进行补偿的Ge。
[0131]热处理后的m- (Zn、Ge) Ag电极中的总Ge量为整体的约0.06质量％，在电极中从与半导体的界面向电极侧直至IOOnm的区域的累计强度为约14%，所以0.06X0.14 =约0.009，存在约0.009质量％的Ge。另外，在热处理后的m_ (N1、Ge) Ag电极中从界面向电极侧直至IOOnm的区域Ge浓度为约0.015质量％。另外，在热处理后的m_ (Mg、Ge) Ag电极中从界面向电极侧直至IOOnm的区域的Ge浓度为约0.017质量％。
[0132]另外，热处理后的m- (Zn、Ge)Ag电极中从界面向电极侧直至40nm的区域的Ge浓度为约0.005质量％。另外，热处理后的m- (N1、Ge) Ag电极中从界面向电极侧直至40nm的区域的Ge浓度为约0.01l质量％。另外，热处理后的m- (Mg、Ge) Ag电极中从界面向电极侧直至40nm的区域的Ge浓度为约0.012质量％。(表1)中，表示热处理后的各个电极的距与半导体的界面的距离与Ge浓度的关系。如(表1)所示，电极与半导体的界面(半导体/金属界面)的Ge浓度低于与半导体相反一侧的电极表面(金属表面)的Ge浓度。
[0133][表1]
[0135]图9 (a)~(c)分别是加热处理后的 m_ (N1、Ge) Ag 和 m_ (Ni)Ag、m_ (Mg、Ge)Ag和m- (Mg)Ag、m- (ZruGe)Ag和m_ (Zn)Ag的反射率测定结果。通过使用Ge，反射率均变高。与通常使用的蓝色LED的发光波长450nm相比，以m- (Zn.Ge) Ag.m- (Mg.Ge) Ag.m- (N1、Ge)Ag的顺序反射率增高，是与图8 (b)的Ge线形的结果一致的结果。即，容易吸收光的Ge越容易从半导体界面扩散的电极结构，反射率越高。
[0136]根据以上结果，可以说，越容易形成Ga空孔，固有接触电阻越低，并且，Ge越容易从半导体界面向电极表面侧扩散，固有接触电阻越低。另外，由于如果Ge大量留在半导体界面则导致光的吸收，所以期望如实施方式一样，在使金属的层层叠进行热处理而合金化的制造方法的情况下，为Ge容易从半导体界面向电极表面扩散的结构。即，本实验中，可以认为，m- (Zn.Ge) Ag电极中，容易形成Ga空孔，使Ge容易向电极表面侧扩散，所以实现了低的接触电阻和高的反射率。
[0137]另外，鉴于以上的结果，通过使用在P型接触区域26之上堆积Mg层、在Mg层之上堆积含有极微量(例如，0.05质量％以下)的Ge的以Ag为主成分的合金、进行加热处理的制造方法，能够得到Mg的Ga空孔形成的效果和Ge不偏析的半导体界面，能够期待与上述的m- (ZruGe)Ag电极同等的效果。[0138][比较实验2]
[0139]图10是在m面的P型接触区域上形成Ag为主成分且含有Zn和Ge的电极，进行了 TLM测定的结果。
[0140]试样(I)通过在m面的P型接触区域上堆积0.2nm的Zn层,在其上堆积0.5nm的Ge,在其上堆积400nm Ag来制作。
[0141]试样(2)通过在m面的P型接触区域上堆积0.5nm的Zn层,在其上堆积0.5nm的Ge,在其上堆积400nm Ag来制作。
[0142]试样(3)通过在m面的P型接触区域上堆积0.5nm的Ge层,在其上堆积0.5nm的Zn,在其上堆积400nm Ag来制作。
[0143]对试样(I)、(2)、(3)，在氮和氧以10:1混合的气氛中进行10分钟500度的加热处理。如图10所示，在全部试样中，固有接触电阻的值为约1Χ10_3Ω κπι2。根据该结果可知，上述任一制造方法都能够制作低电阻的P型电极。
[0144][比较实验3]
[0145]图11是在m面的P型接触区域上形成Ag为主成分且含有Mg和Ge的电极，进行了 TLM测定的结果。
[0146]试样(4)通过在m面的P型接触区域上依次堆积厚度0.5nm的Mg层、厚度0.5nm的Ge层和厚度400nm的Ag层来制作。
[0147]试样(5)通过在m面的P型接触区域上依次堆积厚度0.5nm的Mg层、厚度400nm的Ge-Ag合金层来制作。作为`Ge-Ag合金层的蒸镀源,使用母材为Ag、含有0.1质量％66的Ge-Ag合金。
[0148]对试样(4)、(5)，在氮和氧以10:1混合的气氛中进行10分钟500度的加热处理。
[0149]试样(4)的接触电阻为平均4.2Χ10_3Ω ^cm2,试样(5)的接触电阻为平均6.2Χ10_4Ω * cm2.根据该结果可知，试样(5)中，可以得到比试样(4)更低的接触电阻。
[0150]试样(4)的SMS测定结果中，在电极中与半导体的界面附近，观察到一点Ge的峰。试样(4)中，可以认为在界面存在Ge，对接触特性产生不良影响。试样(5)中，可以认为界面中的Ge浓度低于试样(4)，得到更良好的接触特性。
[0151][比较实验4]
[0152]图12 (a)和(b)是在c面GaN和m面GaN之上制作电极，进行了 TLM测定的结果。图12 (a)显示在离开8μπι的电极间的电流一电压特性。如图12 (a)所示，c_ (Pd、Ge)Ag电极显示欧姆特性，m- (PcUGe)Ag电极显示电压高的肖特基特性。图12 (b)是表示固有接触电阻的计算结果的图。m- (Pd、Ge) Ag电极的接触电阻高至c_ (Pd、Ge) Ag电极的接触电阻的约10倍。这样，同样制作的电极根据半导体生长面的面方位显示不同的举动。
[0153]专利文献5中，公开了含有Pd和Ge的Ag电极，但是没有关于半导体生长面的面方位的记载，可以认为是关于通常的c面GaN的技术。根据图12的结果可知，专利文献5的技术不能容易地应对m面GaN。
[0154]如上所述，如本实施方式地制作得到的电极，作为以m面为生长面的氮化物类半导体发光元件的电极30，实现低的接触电阻和高的光反射率。由此，能够实现高的发光效率的氮化物类半导体发光元件100。
[0155]本实施方式的上述发光元件可以直接作为光源使用。但是，本实施方式的发光元件如果与具备用于波长改变的荧光物质的树脂等组合，可以作为扩大了波长带域的光源(例如白色光源)合适使用。
[0156][比较实验5]
[0157]图13 (a)是表示Ge层的厚度与接触电阻的关系的图。图13 (a)所示的测定试样通过在P型接触区域之上依次堆积厚度0.5nm的Zn层、Ge层和厚度400nm的Ag层,在500°C的温度进行10分钟热处理来制作。
[0158]Ge层的厚度在0.2nm、0.5nm、1.0nm、5nm、IOnm时的接触电阻的平均值分别为
6.0Χ10_4、1.9Χ10_3、1.8Χ10_2、3.8Χ10_2、3.9Χ10_2Ω.cm2。此外，Ge 层的厚度在 0.2nm、
0.5nm、l.0nm、5nm、IOnm时的电极的Ge比例分别为0.025质量％、0.063质量％、0.12质量％、
0.64质量％、1.25质量％。
[0159]根据该结果可知，Ge的厚度为0.5nm以下(电极的Ge的质量％为0.063质量％以下)时，可以得到1.9X10—3以下的低的接触电阻。
[0160]图13 (b)是表示Ge的厚度与光的反射率的关系的图。作为图13 (b)所示的测定试样，使用与图13 (a)的试样相同的试样。反射率的测定通过从GaN类基板侧以入射角5度照射入射光进行。在图13 (b)中表示电极的堆积后、进行热处理前(as-cbpo)的状态、和热处理后的状态的试样的反射率。在下述(表2)中，表示各个试样的反射率。
[0161][表2]
Ge 厚度[_]oJ] oilΠSi?ο
Ge 浓度[wt%]__0.025 0.0630.120.631.25
as-depo— 90.492.785.838.125.T
烧结后80.186.592.392.591.7
[0163]根据该结果可知，在热处理后，在Ge的厚度为1.0nm以上(电极的Ge的质量％为
0.12质量％以上)时，可以得到91%以上的高的反射率。
[0164]因此，可知从得到更低的接触电阻的观点出发，Ge的质量％可以为0.063%以下，从得到更高的反射率的观点出发，Ge的质量％可以为0.12%以上。
[0165]图14是表示这样的白色光源的一例的示意图。图14的光源具备具有图3 (a)的结构的发光兀件100和分散有将从该发光兀件100福射的光的波长转换为更长的波长的突光体(例如YAG: Yttrium Alumninum Garnet:乾招石槽石)的树脂层200。发光元件100装载于在表面形成有配线图案的支承部件220上，在支承部件220上以包围发光元件100的方式配置有反射部件240。树脂层200以覆盖发光元件100的方式形成。
[0166]此外，对于与电极30接触的P型半导体区域为由GaN、或AlGaN构成的情况进行了说明，但也可以为含有In的层，例如为InGaN。此时，能够在与电极30接触的接触层使用使In的组成例如为0.2的“Ina2Gaa8N”。通过在GaN中含有In，能够使AlaGabN (a十b = 1、a<O、b > O)的带隙小于GaN的带隙，所以能够降低接触电阻。根据以上内容，与电极30接触P型半导体区域，只要由AlxInyGazN (x + y + z = l,x^0,y>0,z^0)半导体形成即可。
[0167]以上，利用例示的实施方式说明了本发明，但是，这样的记载不是限定事项，当然能够进行各种变形。
[0168]此外，实际的m面半导体的生长面不需要是相对于m面完全平行的面，也可以从m面以规定的角度倾斜。倾斜角度通过氮化物半导体层的主面或生长面的法线与m面的法线形成的角度来规定。倾斜角度Θ的绝对值只要在c轴方向在5°以下、或1°以下的范围即可。另外，只要在a轴方向在5°以下、或1°以下的范围即可。只要是这样的倾斜角度，氮化物半导体层的主面整体从m面倾斜，可以认为微观上多个m面区域露出。由此，从m面以绝对值5°以下的角度倾斜的面可以认为与m面具有同样的性质。另外，通过使倾斜角度Θ的绝对值为5°以下，能够抑制压电电场引起的内部量子效率降低。因此，本申请发明的“m面”包括倾斜角度Θ的绝对值在c轴方向为5°以下、在a轴方向为5°以下的面。另夕卜，本申请发明的“m面”包括具有阶梯状的多个m面区域的面。
[0169]接触电阻降低的效果当然在LED以外的发光元件(半导体激光器)中也能够得到。
[0170]本实施方式的发光元件，例如，是从紫外到蓝色、绿色、橙色和白色等可见光整个波长域的发光二极管、激光二极管等GaN类半导体发光元件。
[0171]工业上的可利用性
[0172]本发明的一个方式的发光元件，能够合适地利用于显示、照明和光信息处理领域
坐寸ο
[0173]符号说明
[0174]10基板(GaN类基板)
[0175]12基板的生长面(m面)
[0176]20半导体层叠结构
[0177]22 AluGavInwN 层
[0178]24有源层
[0179]25 AldGaeN层25 (P型半导体区域)
[0180]26 P型接触区域
[0181]30电极(P侧电极)
[0182]31金属层
[0183]40 电极(η侧电极)
[0184]42 凹部
[0185]100氮化物类半导体发光元件
[0186]200分散有转换波长的突光体的树脂层
[0187]220支承部件
[0188]240反射部件
【权利要求】
1.一种氮化物半导体发光元件，其特征在于，包括: 生长面为m面的具有P型半导体区域的氮化物类半导体层叠结构；和 设置于所述P型半导体区域上的电极，其中 所述P型半导体区域由GaN类半导体形成， 所述电极以Ag为主成分且含有Mg和Zn的至少一者和Ge。
2.如权利要求1所述的氮化物半导体发光元件，其特征在于: 所述电极的Ag的浓度为50质量％以上，Mg、Zn和Ge的浓度合计为50质量％以下。
3.如权利要求1所述的氮化物半导体发光元件，其特征在于: 所述电极的Ag的浓度为90质量％以上，Mg、Zn和Ge的浓度合计为10质量％以下。
4.如权利要求1~3中任一项所述的氮化物半导体发光元件，其特征在于: 所述电极中，Ge的浓度为0.05质量％以上2.0质量％以下。
5.如权利要求1~4中任一项所述的氮化物半导体发光元件，其特征在于: 在所述电极中的与所述P型半导体区域的界面，Mg和Zn中的任一者的浓度高于Ge。
6.如权利要求1~5中任一项所述的氮化物半导体发光兀件,其特征在于: 所述电极与所述P型半导体 区域的界面的Ge浓度，低于与所述P型半导体区域侧相反一侧的电极表面的Ge浓度。
7.如权利要求1~6中任一项所述的氮化物半导体发光元件，其特征在于: 所述电极含有从所述P型半导体区域扩散的Ga，所述电极中的Ga浓度随着离开所述P型半导体界面而降低。
8.如权利要求1~7中任一项所述的氮化物半导体发光元件，其特征在于: 所述电极中，Ag、Mg、Zn、Ge和Ga以外的元素的浓度为0.1质量％以下。
9.如权利要求8所述的氮化物半导体发光元件，其特征在于: 所述元素包括N1、Cu、Pd、In、Sn、Nd、Sm、Pt、Au和Bi中的至少一种。
10.如权利要求1~9中任一项所述的氮化物半导体发光元件，其特征在于: 所述电极对波长450nm的光的反射率为85%以上。
11.如权利要求1~10中任一项所述的氮化物半导体发光元件，其特征在于: 所述电极对波长520nm的光的反射率为90%以上。
12.如权利要求1~11中任一项所述的氮化物半导体发光元件，其特征在于: 所述电极的厚度为2nm以上500nm以下。
13.如权利要求1~12中任一项所述的氮化物半导体发光元件，其特征在于: 所述P型半导体区域由AlxGayInzN半导体形成，其中x + y + z = l，x≤0，y>0，z > O。
14.一种光源,其特征在于,包括: 权利要求1~13中任一项所述的氮化物半导体发光元件；和波长转换部，其含有对从所述氮化物半导体发光元件辐射的光的波长进行转换的荧光物质。
15.一种氮化物半导体发光元件的制造方法，其特征在于，包括: 准备基板的工序(a)； 在所述基板上形成生长面为m面的具有P型半导体区域的氮化物类半导体层叠结构的工序(b);和 在所述P型半导体区域的所述生长面上形成电极的工序(c)，其中 所述P型半导体区域由GaN类半导体形成， 所述电极以Ag为主成分且含有Mg和Zn的至少一者和Ge。
16.如权利要求15所述的氮化物半导体发光元件的制造方法，其特征在于: 所述工序(c)包括:在所述P型半导体区域的所述生长面上堆积Zn层和Mg层的至少一者的工序；和堆积含有Ge的Ag合金层的工序。
17.如权利要求15所述的氮化物半导体发光元件的制造方法，其特征在于: 所述工序(c)包括:在所述P型半导体区域的所述生长面上堆积Ge层的工序；和堆积Zn层或Mg层的工序。
18.如权利要求15所述的氮化物半导体发光元件的制造方法，其特征在于: 所述工序(c)包括堆积含有Ge、Zn和Mg中的至少一种的Ag合金层的工序。
19.如权利要求15~18中任一项所述的氮化物半导体发光元件的制造方法，其特征在于: 所述工序(c)包括在400°C以上600°C以下加热所述电极的工序。
20.如权利要求15~19中任一项所述的氮化物半导体发光元件的制造方法，其特征在于: 所述工序(c)中，以使得所述电极中的Ag、Mg、Zn、Ge和Ga以外的元素的浓度为0.1质量％以下的方式形成所述电极。
21.如权利要求15~20中任一项所述的氮化物半导体发光元件的制造方法，其特征在于: 加热所述电极的工序之后的所述电极与所述P型半导体区域的界面的Ge浓度，低于与所述P型半导体区域侧相反一侧的电极表面的Ge浓度。
【文档编号】H01L33/32GK103493225SQ201280012159
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2012年6月27日 优先权日:2011年7月6日
【发明者】安杖尚美, 横川俊哉 申请人:松下电器产业株式会社