JP2000022207A - Semiconductor light emitting element, and its manufacture - Google Patents

Semiconductor light emitting element, and its manufacture

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JP2000022207A JP18668898A JP18668898A JP2000022207A JP 2000022207 A JP2000022207 A JP 2000022207A JP 18668898 A JP18668898 A JP 18668898A JP 18668898 A JP18668898 A JP 18668898A JP 2000022207 A JP2000022207 A JP 2000022207A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor light emitting element where the function of current construction and current diffusion hardly drops by the influence of heat at the time of performing crystal growth, migration, or the like and which can be made highly bright, and besides whose manufacture process is simple, and whose manufacture time can be shortened and whose manufacture cost can be reduced, in the case where the semiconductor light emitting element has current constriction structure and current diffusion structure, and its manufacture. SOLUTION: This light emitting element is equipped with a first GaP layer 3 where a recess is made, and a second GaP layer 4 where a projection having a fitting form with this recess is made. Here, this has current constriction structure and current diffusion structure where these first GaP layer 3 and the second GaP layer 4 consist of the same conductivity type different in electric conductivity, and besides the recess and the projection are superposed to lie upon each other.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、表示装置の光源等
に使用される半導体発光素子及びその製造方法に関し、
特に高輝度GaP発光ダイオード及びその製造方法に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor light emitting device used as a light source of a display device and a method for manufacturing the same.
In particular, the present invention relates to a high brightness GaP light emitting diode and a method for manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、屋内・屋外用表示パネル、車載
用表示ランプ、信号機等の表示装置に使用される半導体
発光素子は輝度が高いほど消費電力が少なくて済むた
め、高輝度化された半導体発光素子が望まれる。特に屋
外での使用には外乱光の影響を受けやすいため、より高
輝度化された半導体発光素子が望まれる。
2. Description of the Related Art In general, a semiconductor light emitting device used for a display device such as an indoor / outdoor display panel, a vehicle display lamp, a traffic light or the like requires less power consumption as the luminance becomes higher. Light emitting devices are desired. In particular, a semiconductor light emitting device having higher brightness is desired since it is easily affected by disturbance light when used outdoors.

【0003】この種の半導体発光素子の一例として、G
aP発光ダイオードがある。このGaP発光ダイオード
には、赤色発光及び緑色発光のものがあるが、高輝度を
要求される屋外表示用としてはNドープGaPからなる
緑色発光ダイオードが主流である。
As an example of this type of semiconductor light emitting device, G
There is an aP light emitting diode. The GaP light emitting diode includes a red light emitting diode and a green light emitting diode. A green light emitting diode made of N-doped GaP is mainly used for outdoor display requiring high luminance.

【0004】図8に従来のGaP発光ダイオードの断面
構造を示す(従来例1)。この従来例1のGaP発光ダ
イオードは、n型GaP基板81上に、エピタキシャル
成長により、n型GaP層82(キャリア濃度5×10
16〜20×1016cm-3)、第1のp型GaP層83(キ
ャリア濃度5×1015〜10×1015cm-3)、及び第2
のp型GaP層84(キャリア濃度1×1018〜3×1
18cm-3)が順次積層された構造を有し、第2のp型G
aP層84の上面にはp型電極85が形成され、n型G
aP基板81の下面にはn型電極86が形成されてい
る。
FIG. 8 shows a cross-sectional structure of a conventional GaP light emitting diode (conventional example 1). The GaP light emitting diode of this prior art example 1 has an n-type GaP layer 82 (carrier concentration 5 × 10 5) formed on an n-type GaP substrate 81 by epitaxial growth.
16 to 20 × 10 16 cm −3 ), the first p-type GaP layer 83 (carrier concentration of 5 × 10 15 to 10 × 10 15 cm −3 ), and the second p-type GaP layer 83.
PP GaP layer 84 (carrier concentration 1 × 10 18 to 3 × 1
0 18 cm −3 ) are sequentially laminated, and the second p-type G
On the upper surface of the aP layer 84, a p-type electrode 85 is formed.
On the lower surface of the aP substrate 81, an n-type electrode 86 is formed.

【0005】この窒素ドープGaP発光ダイオードの高
輝度化の手法としては、窒素ドープ量を増加することに
より発光の高効率化を図る方法、pn接合近傍の発光領
域の結晶性を向上させる方法、エピタキシャル層構造の
内部に電流阻止層を形成することにより電流広がりを良
くし発光領域を拡大する方法等がある。
As a method of increasing the luminance of the nitrogen-doped GaP light-emitting diode, a method of increasing the efficiency of light emission by increasing the amount of nitrogen doping, a method of improving the crystallinity of a light-emitting region near a pn junction, an epitaxial growth method, There is a method of forming a current blocking layer inside the layer structure to improve current spreading and enlarge a light emitting region.

【0006】電流狭窄構造を有する発光ダイオードとし
て、例えば特開平5−343736号公報に開示された
ものが知られている(従来例2)。この従来例2の発光
ダイオードは、図9に示すように、n型GaP基板91
上に、MOCVD法により、n型In0.5(Ga1-xAl
x0.5Pからなるクラッド層92、n型In0.5(Ga
1-yAly0.5Pからなる活性層93、p型In0.5(G
1-zAlz0.5Pからなるクラッド層94が順次成長
形成され、このp型クラッド層94上に、略中央部が開
口されたn型GaAsからなる電流阻止層95、p型G
1-uAluAsからなる電流拡散層96が形成された構
造を有し、p型電流拡散層96の上面にはp型電極97
が形成され、n型GaP基板91の下面にはn型電極9
8が形成されている。
As a light emitting diode having a current confinement structure, for example, a light emitting diode disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 5-343736 is known (prior art 2). As shown in FIG. 9, the light emitting diode of the conventional example 2 has an n-type GaP substrate 91.
An n-type In 0.5 (Ga 1-x Al
x ) 0.5 P clad layer 92, n-type In 0.5 (Ga
1-y Al y) 0.5 active layer 93 made of P, p-type an In 0.5 (G
a 1-z Al z ) 0.5 P cladding layer 94 is sequentially grown and formed, and on this p-type cladding layer 94, a current blocking layer 95 made of n-type GaAs having a substantially central opening and a p-type G
It has a structure in which a current diffusion layer 96 made of a 1-u Alu As is formed, and a p-type electrode 97 is provided on the upper surface of the p-type current diffusion layer 96.
Are formed on the lower surface of the n-type GaP substrate 91.
8 are formed.

【0007】この従来例2の構造では、上記したように
p型クラッド層94上に電流狭窄のための逆導電型のn
型電流阻止層95を形成して、発光層を流れる電流を中
央部付近に集中させる方法がとられている。
In the structure of the conventional example 2, as described above, the opposite conductivity type n for current confinement is formed on the p-type cladding layer 94.
A method of forming a current blocking layer 95 and concentrating the current flowing through the light emitting layer near the center is adopted.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】上記した従来例1のG
aP発光ダイオードにおいて、窒素ドープ量を増加する
ことにより発光の高効率化を図る方法をとる場合には、
発光効率の増加と同時に光吸収量の増加が起こるという
問題が生じる。こうした問題に対し、キャリア濃度を減
少させたり、吸収層となるエピタキシャル層を削除する
などの対策が取られるが、こうした処置をすることによ
り、結晶中の発光領域での電流広がりが悪くなり電極下
部付近での発光が生じ、電極が光を遮蔽して外部への光
取出効率を低下させるといった別の問題が生じる。
SUMMARY OF THE INVENTION G of the above-mentioned prior art example 1
In the aP light emitting diode, when a method of increasing the efficiency of light emission by increasing the nitrogen doping amount is adopted,
There is a problem that the amount of light absorption increases simultaneously with the increase in luminous efficiency. To solve such problems, measures such as reducing the carrier concentration and removing the epitaxial layer serving as the absorption layer are taken. However, such measures reduce the current spread in the light emitting region in the crystal and lower the electrode lower portion. Light emission occurs in the vicinity, and another problem occurs such that the electrode blocks light and reduces the efficiency of light extraction to the outside.

【0009】上記した従来例2の電流狭窄構造を有する
発光ダイオードによる場合には、p型に対してn型、n
型に対してp型というように、下層の導電型と逆の関係
となる逆導電型の成長層を電流阻止層として形成する必
要がある。このような電流阻止層は、先に電流阻止層と
なる結晶を成長させた後エッチング処理をして開口部を
形成し、再びその上に結晶を成長させる方法を取る。こ
のため、再び結晶成長を行う際の熱的な作用により、電
流阻止層のドーパントが拡散して、電流阻止層が電流阻
止機能を失う可能性が非常に高くなるといった問題が生
じる。
In the case of the light emitting diode having the current confinement structure of the conventional example 2 described above, the n-type and the n-type
It is necessary to form a growth layer of the opposite conductivity type having a relationship opposite to that of the underlying conductivity type, such as a p-type, as a current blocking layer. Such a current blocking layer employs a method in which a crystal serving as a current blocking layer is first grown, then an etching process is performed to form an opening, and a crystal is grown thereon again. For this reason, there is a problem that the possibility of the current blocking layer losing its current blocking function becomes very high due to the diffusion of the dopant in the current blocking layer due to the thermal action when the crystal is grown again.

【0010】また、発光ダイオード形成後においても、
通電中におけるドーパントの拡散やマイグレーションに
より、電流阻止層が電流阻止機能を失うおそれがある。
Further, even after the formation of the light emitting diode,
The current blocking layer may lose its current blocking function due to the diffusion or migration of the dopant during energization.

【0011】更には、逆導電型の電流阻止層を液層成長
によって形成するためには、pn接合を形成するエピタ
キシャル成長後、電流阻止層となるエピタキシャル成長
を行い、エッチング処理後に電流阻止層を埋め込むため
のエピタキシャル成長を行う必要があるため、合計3回
のエピタキシャル成長が必要となり、製造工程の工程数
が増加して製造時間が長くなるため、発光ダイオードの
製造原価が高くなるといった問題が生じる。
Further, in order to form a current blocking layer of the opposite conductivity type by liquid layer growth, after epitaxial growth for forming a pn junction, epitaxial growth for forming a current blocking layer is performed, and the current blocking layer is buried after etching. It is necessary to carry out the epitaxial growth of three times in total, so that a total of three epitaxial growths are required, and the number of manufacturing steps is increased and the manufacturing time is lengthened, which causes a problem that the manufacturing cost of the light emitting diode is increased.

【0012】本発明は、こうした従来技術の課題を解決
するものであり、電流狭窄構造又は電流拡散構造を有す
る半導体発光素子において、電流狭窄又は電流拡散の機
能が結晶成長を行う際の熱やマイグレーション等の影響
により、機能低下することが少なく、半導体発光素子を
高輝度化することができ、かつ、製造工程が簡素で製造
時間の短縮、製造原価の低減を図ることができる半導体
発光素子及びその製造方法を提供することを目的とす
る。
The present invention solves the above-mentioned problems of the prior art. In a semiconductor light emitting device having a current confinement structure or a current diffusion structure, the function of current confinement or current diffusion is heat or migration when performing crystal growth. Due to the influence of the like, the semiconductor light emitting device is less likely to deteriorate in function, can increase the brightness of the semiconductor light emitting device, and can simplify the manufacturing process, shorten the manufacturing time, and reduce the manufacturing cost. It is intended to provide a manufacturing method.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明の半導体発光素子
は、凹部が形成された第1の半導体層と、該凹部とはめ
あい形状をなす凸部が形成された第2の半導体層とを備
え、該第1の半導体層及び該第2の半導体層が、電気伝
導度の異なる同一の導電型からなり、かつ、該凹部と該
凸部とが合わさるように重畳されてなる電流狭窄構造又
は電流拡散構造を有してなり、そのことにより上記目的
が達成される。
A semiconductor light emitting device according to the present invention includes a first semiconductor layer having a concave portion formed thereon and a second semiconductor layer having a convex portion formed to fit the concave portion. A current confinement structure or a current constriction in which the first semiconductor layer and the second semiconductor layer are formed of the same conductivity type having different electrical conductivities, and the concave portions and the convex portions are overlapped so as to be combined with each other. It has a diffusion structure, thereby achieving the above object.

【0014】好ましくは、前記電流狭窄構造を有する場
合に、前記第2の半導体層上部に形成される電極を、前
記第1の半導体層の前記凹部を避けた領域に対応する位
置に設ける構成とする。
[0014] Preferably, in the case of having the current confinement structure, an electrode formed above the second semiconductor layer is provided at a position corresponding to a region of the first semiconductor layer avoiding the concave portion. I do.

【0015】また、好ましくは、前記電流拡散構造を有
する場合に、前記第1の半導体層上部に形成される電極
を、前記第2の半導体層の前記凸部領域に対応する位置
に設ける構成とする。
Preferably, when the current diffusion structure is provided, an electrode formed above the first semiconductor layer is provided at a position corresponding to the convex region of the second semiconductor layer. I do.

【0016】また、好ましくは、前記電流狭窄構造を有
する場合に、前記第1の半導体層のキャリア濃度を前記
第2の半導体層のキャリア濃度より低くし、前記電流拡
散構造を有する場合に、前記第1の半導体層のキャリア
濃度を前記第2の半導体層のキャリア濃度より高くす
る。
Preferably, when the semiconductor device has the current confinement structure, the carrier concentration of the first semiconductor layer is lower than the carrier concentration of the second semiconductor layer. The carrier concentration of the first semiconductor layer is higher than the carrier concentration of the second semiconductor layer.

【0017】また、好ましくは、前記電流狭窄構造を有
する場合に、前記第1の半導体層の略中央部に前記凹部
を配置して発光部を中央部付近とし、前記電流拡散構造
を有する場合に、前記第2の半導体層の略中央部に前記
凸部を配置して発光部を両端部付近とする。
[0017] Preferably, in the case where the current confinement structure is provided, the concave portion is arranged at a substantially central portion of the first semiconductor layer so that the light emitting portion is near the central portion, and the current diffusion structure is provided. The projection is arranged substantially at the center of the second semiconductor layer, and the light emitting portion is located near both ends.

【0018】また、好ましくは、前記第1の半導体層及
び前記第2の半導体層がGaPからなる構成とする。
[0018] Preferably, the first semiconductor layer and the second semiconductor layer are made of GaP.

【0019】本発明の半導体発光素子の製造方法は、基
板上に第1導電型半導体層をエピタキシャル成長させる
工程と、該第1導電型半導体層上に第1の第2導電型半
導体層をエピタキシャル成長させる工程と、該第1の第
2導電型半導体層上にエッチング処理により凸部又は凹
部を形成する工程と、該凸部又は該凹部が形成された第
1の第2導電型半導体層上に電気伝導度の異なる第2の
第2導電型半導体層をエピタキシャル成長させる工程と
を包含してなり、そのことにより上記目的が達成され
る。
According to the method for manufacturing a semiconductor light emitting device of the present invention, a first conductive type semiconductor layer is epitaxially grown on a substrate, and a first second conductive type semiconductor layer is epitaxially grown on the first conductive type semiconductor layer. Forming a convex portion or a concave portion by etching on the first second conductive type semiconductor layer; and forming an electric current on the first second conductive type semiconductor layer on which the convex portion or the concave portion is formed. Epitaxially growing a second second conductivity type semiconductor layer having a different conductivity, thereby achieving the object described above.

【0020】好ましくは、前記第1の第2導電型半導体
層を液層エピタキシャル成長によりバックグラウンドの
キャリア濃度で形成し、前記第2の第2導電型半導体層
を液層エピタキシャル成長により第2導電型ドーパント
をドープして形成して、該第1の第2導電型半導体層の
キャリア濃度が、該第2の第2導電型半導体層のキャリ
ア濃度より低くなるようにする。
Preferably, the first second conductivity type semiconductor layer is formed at a background carrier concentration by liquid layer epitaxial growth, and the second second conductivity type semiconductor layer is formed by a liquid layer epitaxial growth. Is formed so that the carrier concentration of the first second conductivity type semiconductor layer is lower than the carrier concentration of the second second conductivity type semiconductor layer.

【0021】また、好ましくは、前記第1導電型半導体
層、前記第1の第2導電型半導体層、及び前記第2の第
2導電型半導体層がGaPからなる構成とする。
Preferably, the first conductive type semiconductor layer, the first second conductive type semiconductor layer, and the second second conductive type semiconductor layer are made of GaP.

【0022】以下に、本発明の作用について説明する。The operation of the present invention will be described below.

【0023】上記構成によれば、凹部が形成された第1
の半導体層と、この凹部とはめあい形状をなす凸部が形
成された第2の半導体層とが、電気伝導度の異なる同一
の導電型からなる。これらの凹部と凸部とが合わさるよ
うに第1の半導体層及び第2の半導体層が重畳されるこ
とにより、凹部と凸部の接合部とその接合部以外部分の
層とで電気伝導度に差が生じ、電流狭窄又は電流拡散の
機能が得られる。
According to the above configuration, the first portion having the recess is formed.
And the second semiconductor layer on which the convex portion that fits with the concave portion is formed are of the same conductivity type having different electric conductivities. By overlapping the first semiconductor layer and the second semiconductor layer such that the concave portion and the convex portion are brought into contact with each other, the electrical conductivity of the junction between the concave portion and the convex portion and the layer other than the junction is reduced. A difference is created and a current constriction or current spreading function is obtained.

【0024】また、電流狭窄構造及び電流拡散構造を構
成する第1の半導体層及び第2の半導体層が同一の導電
型であるため、各層をエピタキシャル成長する際の熱に
起因するドーパントの拡散やマイグレーション等による
影響を受けることが少なくなるので、電流狭窄及び電流
拡散の機能低下の発生を抑制することが可能となる。
In addition, since the first semiconductor layer and the second semiconductor layer constituting the current confinement structure and the current diffusion structure are of the same conductivity type, diffusion and migration of dopants caused by heat during epitaxial growth of each layer. And the like, so that it is possible to suppress the occurrence of the current constriction and the deterioration of the current diffusion function.

【0025】電流狭窄構造を有する場合に、第2の半導
体層上部に形成される電極を、第1の半導体層の凹部を
避けた領域に対応する位置に設ける構成、例えば図5に
示す構成にすると、矢印CFで電流が注入される方向を
示しているように、電極5から注入されたホールは第1
の半導体層3と第2の半導体層4の電気伝導度の違いか
ら中央部に狭窄され高密度になって注入される。これに
より、ドーパントの形成するエネルギーレベルを介して
電子との再結合により半導体発光素子の中央部付近が発
光する。その結果、図6の発光強度分布図の強度曲線I
aで示すように、電極5に遮られることなく光を効率よ
く外部に取り出し、半導体発光素子を高輝度化すること
が可能となる。
When a current confinement structure is provided, an electrode formed above the second semiconductor layer is provided at a position corresponding to a region of the first semiconductor layer avoiding the concave portion, for example, a structure shown in FIG. Then, as shown by the arrow CF indicating the direction in which the current is injected, the hole injected from the electrode 5 is the first hole.
Due to the difference in electric conductivity between the semiconductor layer 3 and the second semiconductor layer 4, the semiconductor layer 3 is confined at the center and injected with high density. As a result, light is emitted near the center of the semiconductor light emitting device due to recombination with electrons via the energy level formed by the dopant. As a result, the intensity curve I of the emission intensity distribution diagram of FIG.
As shown by a, light can be efficiently extracted to the outside without being blocked by the electrode 5, and the brightness of the semiconductor light emitting element can be increased.

【0026】電流拡散構造を有する場合に、第1の半導
体層上部に形成される電極を、第2の半導体層の凸部領
域に対応する位置に設ける構成、例えば図7に示す構成
にすると、矢印CF’で電流が注入される方向を示して
いるように、電極5’から注入されたホールは第1の半
導体層4’と第2の半導体層3’の電気伝導度の違いか
ら両端部付近に拡散され高密度になって注入される。こ
れにより、ドーパントの形成するエネルギーレベルを介
して電子との再結合により半導体発光素子の両端部付近
が発光する。
When the current diffusion structure is provided, an electrode formed on the first semiconductor layer is provided at a position corresponding to the convex region of the second semiconductor layer, for example, as shown in FIG. As shown by the arrow CF ′, the direction of current injection is such that holes injected from the electrode 5 ′ are formed at both ends due to the difference in electric conductivity between the first semiconductor layer 4 ′ and the second semiconductor layer 3 ′. It is diffused in the vicinity and becomes dense and injected. As a result, light is emitted near both ends of the semiconductor light emitting device by recombination with electrons via the energy level formed by the dopant.

【0027】電流狭窄構造を有する場合に、第1の半導
体層のキャリア濃度を第2の半導体層のキャリア濃度よ
り低くし、又電流拡散構造を有する場合に、第1の半導
体層のキャリア濃度を第2の半導体層のキャリア濃度よ
り高くすることにより、第1の半導体層及び第2の半導
体層の電気伝導度に所望の差が生じるので、それぞれの
構造により電流狭窄又は電流拡散の機能が得られる。
In the case of having the current confinement structure, the carrier concentration of the first semiconductor layer is made lower than the carrier concentration of the second semiconductor layer, and in the case of having the current diffusion structure, the carrier concentration of the first semiconductor layer is made lower. By making the carrier concentration higher than the carrier concentration of the second semiconductor layer, a desired difference occurs between the electric conductivity of the first semiconductor layer and the electric conductivity of the second semiconductor layer. Can be

【0028】上記第1の半導体層及び第2の半導体層を
GaPとする場合にあっても、キャリア濃度を低くした
状態で電流狭窄又は電流拡散の機能が得られるので、結
晶品位を向上させ光の透過性を向上させると共に、電流
の集中又は拡がりを良くし光の取出効率を向上させて半
導体発光素子を高輝度化することが可能となる。
Even when the first semiconductor layer and the second semiconductor layer are made of GaP, the function of current confinement or current diffusion can be obtained in a state where the carrier concentration is low. , The concentration or spread of the current is improved, the light extraction efficiency is improved, and the luminance of the semiconductor light emitting element can be increased.

【0029】更には、電流狭窄構造及び電流拡散構造が
電気伝導度の異なる同一の導電型である第1の半導体層
と第2の半導体層の2層で構成されるため、2回のエピ
タキシャル成長で電流狭窄構造又は電流拡散構造を形成
することが可能となるので、製造工程が簡素で製造時間
の短縮、製造原価の低減を図ることが可能となる。
Further, since the current confinement structure and the current diffusion structure are composed of the first semiconductor layer and the second semiconductor layer of the same conductivity type having different electric conductivities, the epitaxial growth is performed twice. Since the current confinement structure or the current diffusion structure can be formed, the manufacturing process can be simplified, the manufacturing time can be reduced, and the manufacturing cost can be reduced.

【0030】例えば、上記第1の半導体層を液層エピタ
キシャル成長によりバックグラウンドのキャリア濃度で
形成し、上記第2の半導体層を液層エピタキシャル成長
によりドーパントをドープして形成すると、第1の半導
体層のキャリア濃度が、第2の半導体層のキャリア濃度
より低くなり、同一の導電型である第1の半導体層及び
第2の半導体層の電気伝導度に所望の差が生じるので、
それぞれの構造により電流狭窄又は電流拡散の機能が得
られる。
For example, when the first semiconductor layer is formed by liquid layer epitaxial growth with a background carrier concentration, and the second semiconductor layer is formed by liquid layer epitaxial growth by doping a dopant, Since the carrier concentration becomes lower than the carrier concentration of the second semiconductor layer, and a desired difference occurs in the electric conductivity between the first semiconductor layer and the second semiconductor layer of the same conductivity type,
Each structure provides a current constriction or current diffusion function.

【0031】[0031]

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
面に基づいて具体的に説明する。
Embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings.

【0032】図1に示すように、本発明の半導体発光素
子は、n型GaP基板1上に、n型GaP層2、凹部V
が形成された第1のp型GaP層3、及び凸部Vが形成
された第2のp型GaP層4が順次積層された構造を有
し、第2のp型GaP層4の上面にはp型電極5が形成
され、n型GaP基板1の下面にはn型電極6が形成さ
れている。
As shown in FIG. 1, a semiconductor light emitting device of the present invention comprises an n-type GaP
Has a structure in which a first p-type GaP layer 3 on which is formed and a second p-type GaP layer 4 on which a protrusion V is formed are sequentially laminated. A p-type electrode 5 is formed, and an n-type electrode 6 is formed on the lower surface of the n-type GaP substrate 1.

【0033】より詳しくは、第1のp型GaP層3及び
第2のp型GaP層4が、電気伝導度の異なる同一の導
電型であるp型からなり、しかも第1のp型GaP層3
の凹部Vと第2のp型GaP層4の凸部Vとがはめあい
形状をなしている。これらの凹部Vと凸部Vとが合わさ
るように、第1のp型GaP層3及び第2のp型GaP
層4が重畳されて電流狭窄構造をなしている。
More specifically, the first p-type GaP layer 3 and the second p-type GaP layer 4 are made of the same p-type having the same conductivity and different electrical conductivity, and the first p-type GaP layer 3
And the convex portion V of the second p-type GaP layer 4 have a fitting shape. The first p-type GaP layer 3 and the second p-type GaP
The layer 4 is superimposed to form a current confinement structure.

【0034】第2のp型GaP層4の上部に形成される
p型電極5は、第1のp型GaP層3の凹部Vを避けた
領域に対応する位置に設けられている。また、第1のp
型GaP層3の略中央部に凹部Vを配置して発光部を中
央部付近としている。
The p-type electrode 5 formed on the second p-type GaP layer 4 is provided at a position corresponding to a region of the first p-type GaP layer 3 except for the concave portion V. Also, the first p
The concave portion V is arranged substantially at the center of the GaP layer 3 so that the light emitting portion is located near the center.

【0035】ここで、第1のp型GaP層3及び第2の
p型GaP層4の電気伝導度を異ならせるのに、第1の
p型GaP層3のキャリア濃度を第2のp型GaP層4
のキャリア濃度より低くしており、具体的には、第1の
p型GaP層3のキャリア濃度を、5×1015〜10×
1015cm-3の範囲とし、第2のp型GaP層4のキャ
リア濃度を、1×1018〜3×1018cm-3の範囲とし
ている。
Here, in order to make the electric conductivity of the first p-type GaP layer 3 and that of the second p-type GaP layer 4 different, the carrier concentration of the first p-type GaP layer 3 is changed to the second p-type GaP layer 3. GaP layer 4
, And specifically, the carrier concentration of the first p-type GaP layer 3 is set to 5 × 10 15 to 10 ×
And 1015 range cm -3, the carrier concentration of the second p-type GaP layer 4, and a range of 1 × 10 18 ~3 × 10 18 cm -3.

【0036】この電流狭窄構造を有する半導体発光素子
では、凹部Vが形成された第1のp型GaP層3と、こ
の凹部Vとはめあい形状をなす凸部Vが形成された第2
のp型GaP層4とが、電気伝導度の異なる同一の導電
型のp型からなる。これらの凹部Vと凸部Vとが合わさ
るように第1のp型GaP層3及び第2のp型GaP層
4が重畳されることにより、凹部Vと凸部Vの接合部と
その接合部以外部分の層とで電気伝導度に差が生じ、電
流狭窄の機能が得られる。
In the semiconductor light emitting device having the current confinement structure, the first p-type GaP layer 3 having the concave portion V formed thereon and the second p-type GaP layer 3 having the concave portion V formed therein are formed.
And p-type GaP layers 4 of the same conductivity type having different electric conductivity. The first p-type GaP layer 3 and the second p-type GaP layer 4 are overlapped so that the concave portions V and the convex portions V are aligned with each other. A difference in electric conductivity occurs between the other layers and the other layers, and a current constriction function is obtained.

【0037】また、電流狭窄構造を構成する第1のp型
GaP層3及び第2のp型GaP層4が同一の導電型の
p型であるため、各層をエピタキシャル成長する際の熱
に起因するドーパントの拡散やマイグレーション等によ
る影響を受けることが少なくなるので、電流狭窄の機能
低下の発生を抑制することができる。
Further, since the first p-type GaP layer 3 and the second p-type GaP layer 4 constituting the current confinement structure are of the same conductivity type p-type, they are caused by heat during epitaxial growth of each layer. Since the influence of the diffusion or migration of the dopant is reduced, it is possible to suppress the occurrence of the current constriction function deterioration.

【0038】図5に示すように、第2のp型GaP層4
の上部に形成されるp型電極5を、第1のp型GaP層
3の凹部Vを避けた領域に対応する位置に設けると、矢
印CFで電流が注入される方向を示しているように、p
型電極5から注入されたホールは第1のp型GaP層3
と第2のp型GaP層4の電気伝導度の違いから中央部
に狭窄され高密度になって注入される。これにより、ド
ーパントの形成するエネルギーレベルを介して電子との
再結合により半導体発光素子の中央部付近が発光する。
即ち、図6の強度曲線Iaで示すような発光強度分布と
なり、p型電極5に遮られることなく光を効率よく外部
に取り出し、半導体発光素子を高輝度化することができ
る。
As shown in FIG. 5, the second p-type GaP layer 4
Is provided at a position corresponding to a region avoiding the concave portion V of the first p-type GaP layer 3, as shown by an arrow CF, the direction in which a current is injected is provided. , P
The hole injected from the mold electrode 5 is the first p-type GaP layer 3.
And the second p-type GaP layer 4 is confined at the center due to the difference in electric conductivity and injected with high density. As a result, light is emitted near the center of the semiconductor light emitting device due to recombination with electrons via the energy level formed by the dopant.
That is, the light emission intensity distribution as shown by the intensity curve Ia in FIG. 6 is obtained, and light can be efficiently extracted to the outside without being blocked by the p-type electrode 5, and the semiconductor light emitting device can have high brightness.

【0039】次に、本発明の電流狭窄構造を持つ半導体
発光素子の製造方法を図2〜図4を用いて以下に具体的
に説明する。
Next, a method for manufacturing a semiconductor light emitting device having a current confinement structure according to the present invention will be specifically described below with reference to FIGS.

【0040】図3の第1の液層エピタキシャル成長の温
度ダイヤグラムに示すように、まず、1000℃に加熱
したGaP溶液中にn型GaP基板1を浸し(図2
(A)、図3のa工程参照)、時間t2より溶液を0.
5℃/minの速度で徐冷を開始しGaP溶液の温度が
900℃となる時間t3まで徐冷を続けることにより、
n型GaP基板1上にn型GaP層2をエピタキシャル
成長させる(図2(B)、図3のb工程参照)。この
時、キャリアガスとして水素ガス(H2)を使用し流量
4.0L(リットル)/minで供給し、n型ドーパン
トとしてシリコン(Si)を用いる。このn型GaP層
2のキャリア濃度は、5×1016〜20×10 16cm-3
ある。
The temperature of the first liquid layer epitaxial growth shown in FIG.
First, heat to 1000 ° C as shown in the degree diagram
The n-type GaP substrate 1 is immersed in the GaP solution (see FIG. 2).
(A), see step a in FIG. 3).
Slow cooling was started at a rate of 5 ° C./min, and the temperature of the GaP solution was lowered.
By continuing the slow cooling until time t3 when the temperature reaches 900 ° C,
An n-type GaP layer 2 is epitaxially formed on an n-type GaP substrate 1.
It is grown (see step (b) in FIG. 2B and step b in FIG. 3). this
At this time, hydrogen gas (HTwoUse the flow rate
Supply at 4.0 L (liter) / min, n-type dopan
Silicon (Si) is used as the gate. This n-type GaP layer
2 has a carrier concentration of 5 × 1016~ 20 × 10 16cm-3so
is there.

【0041】次に、GaP溶液の温度が900℃となる
時間t3より水素ガスと共にアンモニアガス(NH3
を導入し、n型ドーパントであるSiをアンモニアガス
と反応させることによりエピタキシャル成長層内へのS
iの取り込みをなくし、エピタキシャル成長のバックグ
ラウンドキャリア濃度となるように溶液の温度を900
℃にて30min保持する(図3のc工程参照)。
Next, from time t3 when the temperature of the GaP solution reaches 900 ° C., ammonia gas (NH 3 ) is added together with hydrogen gas.
Is introduced, and Si, which is an n-type dopant, is reacted with ammonia gas to form S into the epitaxial growth layer.
The temperature of the solution is set to 900 so as to eliminate the incorporation of i and to obtain the background carrier concentration for epitaxial growth.
Hold at 30 ° C. for 30 minutes (see step c in FIG. 3).

【0042】次に、時間t4よりアンモニアガスの供給
を止め、キャリアガスを水素ガスのみとし流量4.0L
(リットル)/minで供給し、再びGaP溶液を0.
5℃/minの速度で850℃まで徐冷し、バックグラ
ウンドキャリア濃度による第1のp型GaP層3をエピ
タキシャル成長させる(図2(C)、図3のd工程参
照)。この第1のp型GaP層3のキャリア濃度は、5
×1015〜10×1015cm-3である。
Next, the supply of ammonia gas was stopped from time t4, and only the carrier gas was hydrogen gas, and the flow rate was 4.0 L.
(Liter) / min, and the GaP solution was added again at 0.1 g / min.
Slowly cooling to 850 ° C. at a rate of 5 ° C./min, the first p-type GaP layer 3 is epitaxially grown based on the background carrier concentration (see step d in FIG. 2C and FIG. 3). The carrier concentration of the first p-type GaP layer 3 is 5
× 10 15 to 10 × 10 15 cm −3 .

【0043】上記の方法により形成されたエピタキシャ
ル層3、3’は、エピタキシャル成長の最終段階でバッ
クグラウンドキャリアの導電型が反転するため、その反
転層3’をエッチングにより除去する(図2(C)参
照)。
In the epitaxial layers 3, 3 'formed by the above method, the conductivity type of the background carrier is inverted at the final stage of the epitaxial growth, so that the inverted layer 3' is removed by etching (FIG. 2C). reference).

【0044】反転層3’を除去した第1のp型GaP層
3の表面にSiO2膜7を形成し、直径120μmの円
形パターンニングを行なった後(図2(D)参照)、第
1のP型GaP層3をエッチングすることにより凹部V
を形成し、その後SiO2膜を除去する(図2(E)参
照)。
After forming the SiO 2 film 7 on the surface of the first p-type GaP layer 3 from which the inversion layer 3 ′ has been removed, and performing circular patterning with a diameter of 120 μm (see FIG. 2D), the first The P-type GaP layer 3 is etched to form the recess V
Is formed, and then the SiO 2 film is removed (see FIG. 2E).

【0045】次に、図4の第2の液層エピタキシャル成
長の温度ダイヤグラムに示すように、まず、上記のGa
P基板を900℃に加熱したGaP溶液中に浸し(図2
(E)、図4のe工程参照)、時間t7よりGaP溶液
を0.5℃/minの速度で徐冷を開始しGaP溶液の
温度が850℃となる時間t8まで徐冷を続けることに
より、第1のP型GaP層3上に第2のp型GaP層4
をエピタキシャル成長させる(図2(F)、図4のf工
程参照)。この時、キャリアガスとして水素ガスを使用
し流量4L(リットル)/minで供給し、同時にアン
モニアガスを供給して窒素ドープを行ない、p型ドーパ
ントとして亜鉛(Zn)を使用する。この第2のp型G
aP層4のキャリア濃度は、1×1018〜3×1018
-3である。以上によりエピタキシャル成長工程を終了
する。次に上記の方法によって作製した第1のp型Ga
P層3の凹部Vを避けた領域に対応する位置における第
2のp型GaP層4上にp型電極5を形成し、n型Ga
P基板1の下面にn型電極6を形成した後、p型電極5
を形成しない部分が中心となるよう0.28mm×0.
28mm角にチップ分割を行ない半導体発光素子とする
(図2(G)参照)。
Next, as shown in the temperature diagram of the second liquid layer epitaxial growth in FIG.
The P substrate is immersed in a GaP solution heated to 900 ° C. (FIG. 2)
(E), see step e in FIG. 4). From time t7, the GaP solution is gradually cooled at a rate of 0.5 ° C./min, and is gradually cooled until time t8 when the temperature of the GaP solution becomes 850 ° C. A second p-type GaP layer 4 on the first p-type GaP layer 3.
Is epitaxially grown (see step f in FIG. 2F and FIG. 4). At this time, hydrogen gas is used as a carrier gas and supplied at a flow rate of 4 L (liter) / min. At the same time, ammonia gas is supplied to perform nitrogen doping, and zinc (Zn) is used as a p-type dopant. This second p-type G
The carrier concentration of the aP layer 4 is 1 × 10 18 to 3 × 10 18 c
m -3 . Thus, the epitaxial growth step is completed. Next, the first p-type Ga prepared by the above method is used.
A p-type electrode 5 is formed on the second p-type GaP layer 4 at a position corresponding to a region avoiding the concave portion V of the P layer 3, and an n-type Ga
After forming the n-type electrode 6 on the lower surface of the P substrate 1, the p-type electrode 5
0.28 mm × 0.
The semiconductor light-emitting element is divided into chips of 28 mm square (see FIG. 2G).

【0046】その結果、この半導体発光素子では、従来
方法によって作製されたGaP発光ダイオードと比較し
て約1.2倍の光度が得られた。
As a result, in this semiconductor light emitting device, a luminous intensity approximately 1.2 times as high as that of a GaP light emitting diode manufactured by a conventional method was obtained.

【0047】上述したように、電流狭窄構造が電気伝導
度の異なる同一の導電型の第1のp型GaP層3と第2
のp型GaP層4の2層で構成されるため、2回のエピ
タキシャル成長で電流狭窄構造を形成することができ、
製造工程が簡素で製造時間の短縮、製造原価の低減を図
ることができる。
As described above, the first p-type GaP layer 3 and the second p-type GaP layer 3 of the same conductivity type having different electric conductivities have different current confinement structures.
, The current confinement structure can be formed by two epitaxial growths.
The manufacturing process is simple, the manufacturing time can be reduced, and the manufacturing cost can be reduced.

【0048】上記第1のp型GaP層3及び第2のp型
GaP層4の電気伝導度を異ならせるのに、例えば第1
のp型GaP層3を液層エピタキシャル成長によりバッ
クグラウンドのキャリア濃度で形成し、上記第2のp型
GaP層4を液層エピタキシャル成長によりドーパント
をドープして形成すると、第1のp型GaP層3のキャ
リア濃度が、第2のp型GaP層4のキャリア濃度より
低くなり、同一の導電型である第1のp型GaP層3及
び第2のp型GaP層4の電気伝導度に所望の差が生じ
るので、この構造により電流狭窄の機能が得られる。
To make the electric conductivity of the first p-type GaP layer 3 and the second p-type GaP layer 4 different, for example, the first
When the p-type GaP layer 3 is formed by liquid-layer epitaxial growth with a background carrier concentration and the second p-type GaP layer 4 is formed by doping a dopant by liquid-layer epitaxial growth, the first p-type GaP layer 3 is formed. Is lower than the carrier concentration of the second p-type GaP layer 4, and the electric conductivity of the first p-type GaP layer 3 and the second p-type GaP layer 4 of the same conductivity type is desired. Because of the differences, this structure provides a current constriction function.

【0049】ここまでは、電流狭窄構造を有する半導体
発光素子について説明してきたが、次に電流拡散構造を
持つ半導体発光素子について以下に説明する。
The semiconductor light emitting device having the current confinement structure has been described above. Next, the semiconductor light emitting device having the current diffusion structure will be described below.

【0050】図7に示すように、この半導体発光素子
は、n型GaP基板1上に、n型GaP層2、凸部V’
が形成された第1のp型GaP層3’、及び凹部V’が
形成された第2のp型GaP層4’が順次積層された構
造を有し、第2のp型GaP層4’の上面にはp型電極
5’が形成され、n型GaP基板1の下面にはn型電極
6が形成されている。
As shown in FIG. 7, this semiconductor light emitting device has an n-type GaP layer 2 and a projection V ′ on an n-type GaP substrate 1.
Has a structure in which a first p-type GaP layer 3 ′ in which is formed and a second p-type GaP layer 4 ′ in which a concave portion V ′ is formed are sequentially stacked, and a second p-type GaP layer 4 ′ is formed. A p-type electrode 5 ′ is formed on the upper surface of the substrate, and an n-type electrode 6 is formed on the lower surface of the n-type GaP substrate 1.

【0051】より詳しくは、第1のp型GaP層3’及
び第2のp型GaP層4’が、電気伝導度の異なる同一
の導電型であるp型からなり、しかも、第1のp型Ga
P層3’の凸部V’と第2のp型GaP層4’の凹部
V’とがはめあい形状をなしている。これらの凸部V’
と凹部V’とが合わさるように、第1のp型GaP層
3’及び第2のp型GaP層4’が重畳されて電流拡散
構造をなしている。
More specifically, the first p-type GaP layer 3 ′ and the second p-type GaP layer 4 ′ are made of the same p-type having the same conductivity type with different electric conductivity, and the first p-type GaP layer 3 ′ Type Ga
The convex portion V 'of the P layer 3' and the concave portion V 'of the second p-type GaP layer 4' have a fitting shape. These convex portions V '
The first p-type GaP layer 3 ′ and the second p-type GaP layer 4 ′ are overlapped to form a current diffusion structure such that the recesses V ′ are aligned with the first p-type GaP layer 3 ′.

【0052】第2のp型GaP層4’の上部に形成され
るp型電極5’は、第1のp型GaP層3’の凸部V’
領域に対応する位置に設けられている。また、第1のp
型GaP層3’の略中央部に凸部V’を配置して発光部
を両端部付近としている。
The p-type electrode 5 ′ formed on the second p-type GaP layer 4 ′ is formed by a convex portion V ′ of the first p-type GaP layer 3 ′.
It is provided at a position corresponding to the area. Also, the first p
A convex portion V 'is arranged substantially at the center of the GaP layer 3', and the light emitting portion is located near both ends.

【0053】ここで、第1のp型GaP層3’及び第2
のp型GaP層4’の電気伝導度を異ならせるのに、第
1のp型GaP層3’のキャリア濃度を第2のp型Ga
P層4’のキャリア濃度より低くしており、具体的に
は、第1のp型GaP層3’のキャリア濃度を、5×1
15〜10×1015cm-3の範囲とし、第2のp型Ga
P層4’のキャリア濃度を、1×1018〜3×1018
-3の範囲としている。
Here, the first p-type GaP layer 3 ′ and the second
In order to make the electric conductivity of the p-type GaP layer 4 ′ different from that of the first p-type GaP layer 3 ′,
The carrier concentration of the P layer 4 ′ is lower than the carrier concentration of the first p-type GaP layer 3 ′.
0 15 to 10 × 10 15 cm −3 , and the second p-type Ga
The carrier concentration of the P layer 4 ′ is 1 × 10 18 to 3 × 10 18 c
m −3 .

【0054】この電流拡散構造をとる場合には、例えば
図7に矢印CF’で電流が注入される方向を示している
ように、p型電極5’から注入されたホールは第1のp
型GaP層3’と第2のp型GaP層4’の電気伝導度
の違いから両端部付近に拡散して高密度になって注入さ
れる。
In the case of adopting this current diffusion structure, the holes injected from the p-type electrode 5 'are, for example, as shown by arrows CF' in FIG.
Due to the difference in electrical conductivity between the p-type GaP layer 3 ′ and the second p-type GaP layer 4 ′, it is diffused near both ends and injected with high density.

【0055】この図7に示す電流拡散構造を持つ半導体
発光素子は、図1に示す電流狭窄構造を持つ半導体発光
素子に対し、凸部V’が形成された第1のp型GaP層
3’、凹部V’が形成された第2のp型GaP層4’、
及びp型電極5’の形状が異なる関係にある。
The semiconductor light emitting device having the current diffusion structure shown in FIG. 7 is different from the semiconductor light emitting device having the current confinement structure shown in FIG. 1 in that the first p-type GaP layer 3 'on which the convex portion V' is formed. A second p-type GaP layer 4 'in which a concave portion V' is formed,
And the shape of the p-type electrode 5 'is different.

【0056】従って、この電流拡散構造を持つ半導体発
光素子は、図2〜図4を用いて先に説明した電流狭窄構
造を持つ半導体発光素子と同様の方法により製造するこ
とができる。
Therefore, the semiconductor light emitting device having the current diffusion structure can be manufactured by the same method as the semiconductor light emitting device having the current confinement structure described above with reference to FIGS.

【0057】尚、上記の各実施形態において説明した半
導体発光素子を構成する各半導体層及び電極の導電型を
p型とn型とで逆の関係としてもよい。
Note that the conductivity type of each semiconductor layer and electrode constituting the semiconductor light emitting device described in each of the above embodiments may be reversed between p type and n type.

【0058】[0058]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の半導体発
光素子によれば、凹部が形成された第1の半導体層と、
この凹部とはめあい形状をなす凸部が形成された第2の
半導体層とが、電気伝導度の異なる同一の導電型からな
り、これらの凹部と凸部とが合わさるように第1の半導
体層及び第2の半導体層を重畳することにより、凹部と
凸部の接合部とその接合部以外部分の層とで電気伝導度
に差が生じ、電流狭窄又は電流拡散の機能が得られるの
で、半導体発光素子を高輝度化することができる。この
ため、特にGaP発光ダイオードにあっても、窒素のド
ープ量を増加させることなくキャリア濃度を低くした状
態で電流狭窄又は電流拡散の機能が得られるので、結晶
品位を向上させ光の透過性を向上させると共に、電流の
集中又は拡がりを良くし光の取出効率を向上させること
ができ、これにより発光量を増加させ、更に発光領域と
電極の位置をずらすことにより効率よく外部に光を取り
出すことができる。
As described above, according to the semiconductor light emitting device of the present invention, the first semiconductor layer in which the concave portion is formed,
The recess and the second semiconductor layer on which the projection that forms the fitting shape are formed are of the same conductivity type having different electrical conductivities, and the first semiconductor layer and the second semiconductor layer are formed so that the recess and the projection match. By overlapping the second semiconductor layer, a difference in electric conductivity occurs between the junction between the concave portion and the convex portion and a layer other than the junction, and a current constriction or current diffusion function is obtained. The element can have high luminance. For this reason, even in a GaP light-emitting diode, a current constriction or current diffusion function can be obtained in a state where the carrier concentration is low without increasing the doping amount of nitrogen, so that the crystal quality is improved and the light transmittance is improved. As well as improving the concentration or spread of the current, the light extraction efficiency can be improved, thereby increasing the light emission amount, and further efficiently extracting the light to the outside by shifting the position of the light emitting region and the electrode. Can be.

【0059】また、電流狭窄構造及び電流拡散構造が電
気伝導度の異なる同一の導電型である第1の半導体層と
第2の半導体層の2層で構成されるため、2回のエピタ
キシャル成長で電流狭窄構造又は電流拡散構造を形成す
ることができるので、製造工程が簡素で製造時間の短
縮、製造原価の低減を図ることができる。
Further, since the current confinement structure and the current diffusion structure are composed of the first semiconductor layer and the second semiconductor layer of the same conductivity type having different electric conductivities, the current is reduced by two epitaxial growths. Since the constriction structure or the current diffusion structure can be formed, the manufacturing process can be simplified, the manufacturing time can be reduced, and the manufacturing cost can be reduced.

【0060】特に、上記第1の半導体層を液層エピタキ
シャル成長によりバックグラウンドのキャリア濃度で形
成し、上記第2の半導体層を液層エピタキシャル成長に
よりドーパントをドープして形成すると、第1の半導体
層のキャリア濃度が、第2の半導体層のキャリア濃度よ
り低くなり、同一の導電型である第1の半導体層及び第
2の半導体層の電気伝導度に所望の差が生じるので、そ
れぞれの構造により電流狭窄又は電流拡散の機能を得る
ことができる。
In particular, when the first semiconductor layer is formed by liquid-layer epitaxial growth with a background carrier concentration and the second semiconductor layer is formed by doping a dopant by liquid-layer epitaxial growth, The carrier concentration becomes lower than the carrier concentration of the second semiconductor layer, and a desired difference occurs in the electric conductivity between the first semiconductor layer and the second semiconductor layer of the same conductivity type. The function of constriction or current spreading can be obtained.

【0061】更には、電流狭窄構造及び電流拡散構造を
構成する第1の半導体層及び第2の半導体層が同一の導
電型であるため、各層をエピタキシャル成長する際の熱
に起因するドーパントの拡散やマイグレーション等によ
る影響を受けることが少なくなるので、電流狭窄及び電
流拡散の機能低下の発生を抑制することができる。
Further, since the first semiconductor layer and the second semiconductor layer constituting the current confinement structure and the current diffusion structure are of the same conductivity type, diffusion of dopants caused by heat during epitaxial growth of each layer, Since the influence of migration or the like is reduced, it is possible to suppress the occurrence of the current constriction and the deterioration of the current diffusion function.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の電流狭窄構造を持つ半導体発光素子の
断面構造を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a sectional structure of a semiconductor light emitting device having a current confinement structure according to the present invention.

【図2】本発明の電流狭窄構造を持つ半導体発光素子の
製造工程を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a manufacturing process of a semiconductor light emitting device having a current confinement structure according to the present invention.

【図3】本発明の電流狭窄構造を持つ半導体発光素子の
製造工程における第1の液層エピタキシャル成長の温度
ダイヤグラムである。
FIG. 3 is a temperature diagram of a first liquid layer epitaxial growth in a manufacturing process of a semiconductor light emitting device having a current confinement structure according to the present invention.

【図4】本発明の電流狭窄構造を持つ半導体発光素子の
製造工程における第2の液層エピタキシャル成長の温度
ダイヤグラムである。
FIG. 4 is a temperature diagram of a second liquid layer epitaxial growth in a manufacturing process of a semiconductor light emitting device having a current confinement structure according to the present invention.

【図5】本発明の電流狭窄構造を持つ半導体発光素子に
おける電流狭窄の様子を表す図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating a state of current confinement in a semiconductor light emitting device having a current confinement structure according to the present invention.

【図6】本発明の電流狭窄構造を持つ半導体発光素子に
おけるpn接合付近の発光強度分布を表すグラフであ
る。
FIG. 6 is a graph showing a light emission intensity distribution near a pn junction in a semiconductor light emitting device having a current confinement structure according to the present invention.

【図7】本発明の電流拡散構造を持つ半導体発光素子の
断面構造、及び電流拡散の様子を表す図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating a cross-sectional structure of a semiconductor light emitting device having a current spreading structure according to the present invention and a state of current spreading.

【図8】従来例1のGaP発光ダイオードの断面構造を
示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing a cross-sectional structure of a GaP light emitting diode of Conventional Example 1.

【図9】従来例2の電流狭窄構造を持つ発光ダイオード
の断面構造を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing a cross-sectional structure of a light emitting diode having a current confinement structure according to Conventional Example 2.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 n型GaP基板 2 n型GaP層 3 第1のp型GaP層 4 第2のp型GaP層 5 p型電極 6 n型電極 Reference Signs List 1 n-type GaP substrate 2 n-type GaP layer 3 first p-type GaP layer 4 second p-type GaP layer 5 p-type electrode 6 n-type electrode

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 凹部が形成された第1の半導体層と、 該凹部とはめあい形状をなす凸部が形成された第2の半
導体層とを備え、 該第1の半導体層及び該第2の半導体層が、電気伝導度
の異なる同一の導電型からなり、かつ、該凹部と該凸部
とが合わさるように重畳されてなる電流狭窄構造又は電
流拡散構造を有する半導体発光素子。
1. A semiconductor device comprising: a first semiconductor layer having a recess formed therein; and a second semiconductor layer having a projection formed in a shape fitting the recess, wherein the first semiconductor layer and the second semiconductor layer are provided. A semiconductor light emitting device having a current confinement structure or a current diffusion structure in which a semiconductor layer is made of the same conductivity type having different electric conductivity, and the concave portion and the convex portion are overlapped so as to be matched.
【請求項2】 前記電流狭窄構造を有する場合に、前記
第2の半導体層上部に形成される電極が、前記第1の半
導体層の前記凹部を避けた領域に対応する位置に設けら
れている請求項1記載の半導体発光素子。
2. An electrode formed above the second semiconductor layer when the current confining structure is provided, the electrode being provided at a position corresponding to a region of the first semiconductor layer avoiding the concave portion. The semiconductor light emitting device according to claim 1.
【請求項3】 前記電流拡散構造を有する場合に、前記
第1の半導体層上部に形成される電極が、前記第2の半
導体層の前記凸部領域に対応する位置に設けられている
請求項1記載の半導体発光素子。
3. When the current diffusion structure is provided, an electrode formed on the first semiconductor layer is provided at a position corresponding to the convex region of the second semiconductor layer. 2. The semiconductor light emitting device according to 1.
【請求項4】 前記電流狭窄構造を有する場合に、前記
第1の半導体層のキャリア濃度を前記第2の半導体層の
キャリア濃度より低くし、 前記電流拡散構造を有する場合に、前記第1の半導体層
のキャリア濃度を前記第2の半導体層のキャリア濃度よ
り高くした請求項1〜請求項3のいずれかに記載の半導
体発光素子。
4. The method according to claim 1, wherein the carrier concentration of the first semiconductor layer is lower than the carrier concentration of the second semiconductor layer when the current confinement structure is provided, and the first semiconductor layer is provided when the current diffusion structure is provided. 4. The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein a carrier concentration of the semiconductor layer is higher than a carrier concentration of the second semiconductor layer.
【請求項5】 前記電流狭窄構造を有する場合に、前記
第1の半導体層の略中央部に前記凹部を配置して発光部
を中央部付近とし、 前記電流拡散構造を有する場合に、前記第2の半導体層
の略中央部に前記凸部を配置して発光部を両端部付近と
した請求項1〜請求項4のいずれかに記載の半導体発光
素子。
5. When the current confinement structure is provided, the concave portion is arranged at a substantially central portion of the first semiconductor layer to make a light emitting portion near a central portion. The semiconductor light-emitting device according to claim 1, wherein the projection is disposed at a substantially central portion of the second semiconductor layer, and the light-emitting portion is located near both ends.
【請求項6】 前記第1の半導体層及び前記第2の半導
体層がGaPからなる請求項1〜請求項5のいずれかに
記載の半導体発光素子。
6. The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein said first semiconductor layer and said second semiconductor layer are made of GaP.
【請求項7】 基板上に第1導電型半導体層をエピタキ
シャル成長させる工程と、 該第1導電型半導体層上に第1の第2導電型半導体層を
エピタキシャル成長させる工程と、 該第1の第2導電型半導体層上にエッチング処理により
凸部又は凹部を形成する工程と、 該凸部又は該凹部が形成された第1の第2導電型半導体
層上に電気伝導度の異なる第2の第2導電型半導体層を
エピタキシャル成長させる工程とを包含する半導体発光
素子の製造方法。
7. A step of epitaxially growing a first conductivity type semiconductor layer on a substrate; a step of epitaxially growing a first second conductivity type semiconductor layer on the first conductivity type semiconductor layer; Forming a convex portion or a concave portion on the conductive type semiconductor layer by an etching process; and forming a second second conductive layer having a different electrical conductivity on the first second conductive type semiconductor layer on which the convex portion or the concave portion is formed. Epitaxially growing a conductive semiconductor layer.
【請求項8】 前記第1の第2導電型半導体層を液層エ
ピタキシャル成長によりバックグラウンドキャリア濃度
で形成し、 前記第2の第2導電型半導体層を液層エピタキシャル成
長により第2導電型ドーパントをドープして形成して、 該第1の第2導電型半導体層のキャリア濃度が、該第2
の第2導電型半導体層のキャリア濃度より低くなるよう
にする請求項7記載の半導体発光素子の製造方法。
8. The first second conductivity type semiconductor layer is formed with a background carrier concentration by liquid layer epitaxial growth, and the second second conductivity type semiconductor layer is doped with a second conductivity type dopant by liquid layer epitaxial growth. And the carrier concentration of the first second conductivity type semiconductor layer is
8. The method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to claim 7, wherein the carrier concentration is lower than the carrier concentration of the second conductivity type semiconductor layer.
【請求項9】 前記第1導電型半導体層、前記第1の第
2導電型半導体層、及び前記第2の第2導電型半導体層
がGaPからなる請求項7又は請求項8記載の半導体発
光素子の製造方法。
9. The semiconductor light emitting device according to claim 7, wherein the first conductive type semiconductor layer, the first second conductive type semiconductor layer, and the second second conductive type semiconductor layer are made of GaP. Device manufacturing method.
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