JP2001044501A - 電流狭窄型面発光ダイオードおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 目的とするところは、一層高い取出効率が得
られる電流狭窄型面発光ダイオードを提供する。 【解決手段】 第１不純物ドーピング領域４２は、ＬＥ
Ｄチップ１０の厚み方向において上部電極１８とは重な
らない大きさで形成され、且つその第１不純物ドーピン
グ領域４２は第２不純物ドーピング領域４４を介して上
部電極１８と電気的に導通させられるので、活性層３０
のうち上記第１不純物ドーピング領域４２の外径ｄ₂ に
対応する部分（図１の破線の斜線部分）に電流が局所的
に流されてそこから光が放射され、その光は上部電極１
８によって遮られない。したがって、本実施例のＬＥＤ
チップ１０によれば、その活性層３０において発生させ
られた光は効率よく外部へ出力されるので、黒丸印のデ
ータポイントに示す従来の値に比較して一層高い取出効
率が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、発光層のうちの上
部電極の下に位置していない部分に電流を集中させるこ
とにより発光出力を高める形式の電流狭窄型面発光ダイ
オードに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】面発光ダイオードは、基板上に発光層を
含む半導体層が積層され、その基板の裏面および光取出
面に下部電極および上部電極がそれぞれ備えられ、且
つ、その発光層のうちの上部電極の下に位置していない
部分に電流を導くために上部電極下の半導体層の極性を
反転させる不純物が光取出面である半導体層の上面側か
ら反転後の極性と同じ極性の半導体層に到達する深さま
でドーピングされた不純物ドーピング領域が設けられる
ことにより構成されている。このような面発光ダイオー
ドでは、上部電極と下部電極との間で流される駆動電流
は上記不純物ドーピング領域を介して、上記発光層のう
ちのその上部電極の下に位置していない部分に局所的に
流されることから、その発光層で局所発光させられた光
は、上部電極に邪魔されないで光取出面から外部へ出力
されるので、比較的高い発光出力が得られる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な面発光ダイオードにおいては、光取出面において固着
された上部電極とその直下に形成された不純物ドーピン
グ領域との間の接触面積を確保するために、光取出面の
うちの上部電極が設けられない面積よりも広い面積から
内部に向かって不純物拡散が行われることにより不純物
ドーピング領域が形成されることから、発光層のうち上
記上部電極が設けられない面積よりも広い面積に電流が
流されてそこから光が放射されるので、その光の一部が
上部電極によって遮られて、必ずしも十分な取出効率が
得られている訳ではなかった。

【０００４】本発明は以上の事情を背景として為された
ものであり、その目的とするところは、一層高い取出効
率が得られる電流狭窄型面発光ダイオードを提供するこ
とにある。

【０００５】

【課題を解決するための第１の手段】かかる目的を達成
するための本発明の要旨とするところは、基板上に発光
層および電流ブロック層を含む半導体層が積層され、そ
の基板の裏面および光取出面であるそれら半導体層の上
面側に下部電極および上部電極がそれぞれ備えられ、且
つ、その発光層のうちの上部電極の下に位置していない
部分に電流を導くためにその上部電極下の電流ブロック
層の極性を反転させる不純物が光取出面からその電流ブ
ロック層を貫通して反転後の極性と同じ極性の半導体層
に到達する深さまでドーピングされた不純物ドーピング
領域が設けられた形式の面発光型ダイオードであって、
前記不純物ドーピング領域は、(a) 前記光取出面のうち
の上部電極の開口内から深さ方向に向かい、且つ前記電
流ブロック層下のその電流ブロック層とは極性が反転し
た半導体層との交差面積が前記上部電極の開口面積より
も小さい第１不純物ドーピング領域と、(b) その第１不
純物ドーピング領域の深さ方向の前記光取出面側の一部
からその上部電極の裏面に沿ってその裏面に平行な方向
に延びるその第１不純物ドーピング領域よりも浅い第２
不純物ドーピング領域とから成ることにある。

【０００６】

【第１発明の効果】このようにすれば、不純物ドーピン
グ領域が、光取出面のうちの上部電極の開口内から深さ
方向に向かい、且つ前記電流ブロック層下のその電流ブ
ロック層とは極性が反転した半導体層との交差面積が前
記上部電極の開口面積よりも小さい第１不純物ドーピン
グ領域と、その第１不純物ドーピング領域の深さ方向の
前記光取出面側の一部からその上部電極の裏面に沿って
その裏面に平行な方向に延びるその第１不純物ドーピン
グ領域よりも浅い第２不純物ドーピング領域とから構成
されていることから、上記第１不純物ドーピング領域は
上部電極とは重ならない大きさで形成され、且つその第
１不純物ドーピング領域は第２不純物ドーピング領域を
介して上部電極と電気的に導通させられるので、発光層
のうち上記交差面積に対応する部分に電流が局所的に流
されてそこから光が放射されて、その光は上部電極によ
って遮られない。したがって、本発明の電流狭窄型発光
ダイオードによれば、その発光層において発生させられ
た光は効率よく外部へ出力されるので、一層高い取出効
率が得られる。

【０００７】

【課題を解決するための第２の手段】また、上記第１発
明の電流狭窄型発光ダイオードを好適に実施するための
第２発明の要旨とするところは、基板上に発光層および
電流ブロック層を含む半導体層が積層され、その基板の
裏面および光取出面であるそれら半導体層の上面側に下
部電極および上部電極がそれぞれ備えられ、且つ、その
発光層のうちの上部電極の下に位置していない部分に電
流を導くためにその上部電極下の電流ブロック層の極性
を反転させる不純物が光取出面からその電流ブロック層
を貫通して反転後の極性と同じ極性の半導体層に到達す
る深さまでドーピングされた不純物ドーピング領域が設
けられた形式の面発光型ダイオードであって、前記不純
物ドーピング領域は、(a) 前記光取出面のうちの上部電
極の開口内から深さ方向に向かい、且つ前記電流ブロッ
ク層下のその電流ブロック層とは極性が反転した半導体
層との交差面積が前記上部電極の開口面積よりも小さい
第１不純物ドーピング領域を形成する第１不純物ドーピ
ング領域形成工程と、(b) その第１不純物ドーピング領
域の深さ方向の前記光取出面側の一部からその上部電極
の裏面に沿ってその裏面に平行な方向に延びるその第１
不純物ドーピング領域よりも浅い第２不純物ドーピング
領域を形成する第２不純物ドーピング領域形成工程と
を、含むことにある。

【０００８】

【第２発明の効果】このようにすれば、第１不純物ドー
ピング領域形成工程により、前記光取出面のうちの上部
電極の開口内から深さ方向に向かい、且つ前記電流ブロ
ック層下のその電流ブロック層とは極性が反転した半導
体層との交差面積が前記上部電極の開口面積よりも小さ
い第１不純物ドーピング領域が形成され、第２不純物ド
ーピング領域形成工程により、その第１不純物ドーピン
グ領域の深さ方向の前記光取出面側の一部からその上部
電極の裏面に沿ってその裏面に平行な方向に延びるその
第１不純物ドーピング領域よりも浅い第２不純物ドーピ
ング領域が形成される。このため、不純物ドーピング領
域が、光取出面のうちの上部電極の開口内から深さ方向
に向かい、且つ前記電流ブロック層下のその電流ブロッ
ク層とは極性が反転した半導体層との交差面積が前記上
部電極の開口面積よりも小さい第１不純物ドーピング領
域と、その第１不純物ドーピング領域の深さ方向の前記
光取出面側の一部からその上部電極の裏面に沿ってその
裏面に平行な方向に延びるその第１不純物ドーピング領
域よりも浅い第２不純物ドーピング領域とから構成され
ていることから、上記第１不純物ドーピング領域は上部
電極とは重ならない大きさで形成され、且つその第１不
純物ドーピング領域は第２不純物ドーピング領域を介し
て上部電極と電気的に導通させられるので、発光層のう
ち上記交差面積に対応する部分に電流が局所的に流され
てそこから光が放射されて、その光は上部電極によって
遮られない。したがって、本発明の電流狭窄型発光ダイ
オードによれば、その発光層において発生させられた光
は効率よく外部へ出力されるので、一層高い取出効率が
得られる。

【０００９】

【発明の好適な実施の形態】以下、本発明の一例を図面
を参照して詳細に説明する。なお、以下の実施例におい
て、各図の寸法比等は必ずしも正確に描かれていない。

【００１０】図１および図２は、本発明の一実施例であ
る電流狭窄型面発光ダイオード（以下、ＬＥＤチップと
いう）１０の構成を拡大して示す縦断面図であり、図２
はそのＬＥＤチップ１０の平面を示す図である。図１に
おいて、ＬＥＤチップ１０は、図示しない半導体ウエハ
から分割されたチップ状を成し、その上面すなわち光取
出面１２の略中央部には、比較的小さな円形の発光領域
１４が設けられている。この発光領域１４は、後述の活
性層３０における発光領域に対応するものである。ま
た、このＬＥＤチップ１０は、その小さな発光領域１４
が点光源としても用いられるので、点光源ＬＥＤチップ
とも称される。

【００１１】上記ＬＥＤチップ１０は、たとえばＧａＡ
ｓ半導体単結晶基板２４の一面上に、例えば有機金属化
学気相成長（ＭＯＣＶＤ：Metal Organic Chemical Vap
or Deposition ）法や分子線エピタキシー（ＭＢＥ：Mo
lecular Beam Epitaxy）法、気相エピタキシー（ＶＰ
Ｅ：Vapor Phase Epitaxy ）法、或いは液相エピタキシ
ー（ＬＰＥ：Liquid Phase Epitaxy）法等によって、複
数種類の単結晶の化合物半導体層が順次結晶成長により
積層されることにより基本的に構成されている。上記Ｌ
ＥＤチップ１０の下面および上面すなわち光取出面１２
には、下部電極１６および上部電極１８がそれぞれ蒸着
されて構成されている。

【００１２】上記下部電極１６および上部電極１８は何
れもオーミック電極であり、下部電極１６は、ＬＥＤチ
ップ１０の下面側から順にたとえばＡｕ−Ｇｅ合金、Ｎ
ｉ、およびＡｕが積層され、上部電極１８は光取出面１
２側からたとえばＡｕ−Ｚｎ合金とＡｕが積層されてい
る。上記上部電極１８の中央部には、光を取り出すため
にたとえば１００μｍφ程度の円形の開口２０が形成さ
れている。

【００１３】上記ＬＥＤチップ１０は、３００乃至５０
０μｍ程度の厚みを備えたｎ−ＧａＡｓ半導体単結晶基
板２４を備えており、そのｎ−ＧａＡｓ半導体単結晶基
板２４の上には、たとえばλ／４ｎ（但し、λは発光波
長、ｎは屈折率）程度の厚みのｎ−ＧａＡｓ／ＡｌＡｓ
から成る１対の層が多数対（本実施例では、３０対）積
層された反射層２６と、たとえば２μｍ程度のｎ−Ａｌ
_0.45ＧａＡｓから成る第１クラッド層２８と、たとえば
０．５μｍ程度のｐ−ＧａＡｓから成り、波長λがたと
えば８８０ｎｍ程度の赤外光を放射する発光層すなわち
活性層３０と、たとえば２μｍ程度のｐ−Ａｌ_0.4 Ｇａ
Ａｓから成る第２クラッド層３２と、たとえば２μｍ程
度の厚みのｐ−Ａｌ_0.1 ＧａＡｓから成る拡散ストップ
層３４と、たとえば２μｍ程度のｎ−Ａｌ_0.1 ＧａＡｓ
から成る電流ブロック層３６とが順次結晶成長させられ
ている。

【００１４】そして、ＬＥＤチップ１０の上面から亜鉛
などの不純物が拡散させられることによってｐ型に反転
させられた不純物ドーピング領域４０が、ＬＥＤチップ
１０の中央部において上記拡散ストップ層３４まで到達
する深さとなり、且つ電流ブロック層３６下のその電流
ブロック層３６とは極性が反転した拡散ストップ層３４
との交差面積が上部電極１８の開口２０の面積よりも小
さくなるように形成されている。これにより、上部電極
１８から下部電極１６へ向かう駆動電流は、ＬＥＤチッ
プ１０の外周部において電流ブロック層３６により阻止
されるが、ＬＥＤチップ１０の中央部において上記不純
物ドーピング領域４０に導かれることにより狭窄され
て、専ら活性層３０の中央部を通過させられるようにな
っている。したがって、その活性層３０のうち上記駆動
電流が通過させられた中央部が前記開口２０の内径ｄ₁
よりも小径の発光領域となるので、前記開口２０を通し
て光取出面１２から外部へ効率よく出力されるようにな
っている。すなわち、内部量子効率が同じであっても取
出効率が高められることにより、全体としての発光効率
が高められる。

【００１５】上記不純物ドーピング領域４０は、図３に
も拡大して示すように、光取出面１２のうちの上部電極
１８の開口２０内から深さ方向に向かい、且つ電流ブロ
ック層３６下の電流ブロック層３６とは極性が反転した
拡散ストップ層３４との交差面積が上部電極１８の開口
２０の面積よりも小さい第１不純物ドーピング領域４２
と、その第１不純物ドーピング領域４２の深さ方向の光
取出面１２側の一部から上部電極１８の裏面に沿ってそ
の裏面に平行な方向に延びる、第１不純物ドーピング領
域４２よりも浅い第２不純物ドーピング領域４４とから
構成されている。

【００１６】上記第１不純物ドーピング領域４２は、専
ら駆動電流を開口２０のよりも小径の断面積で拡散スト
ップ層３４まで導く機能を有するものであるために、上
部電極１８の開口２０の内径ｄ₁ よりも十分に小さな外
径ｄ₂ 内の断面積と、光取出面１２から拡散ストップ層
３４までの深さＤ₁ 以上の深さＤ₂ とを備えている。上
記第１不純物ドーピング領域４２の外径ｄ₂ は、本実施
例では、電流ブロック層３６と拡散ストップ層３４との
間の境界面上に現れた断面の外径として定義されてい
る。この外径ｄ₂ を有する上記境界面上の面積が前記交
差面積である。

【００１７】また、上記第２不純物ドーピング領域４４
は、専ら十分に大きな接触面積で上部電極１８と電気的
に導通して駆動電流をその第１不純物ドーピング領域４
２へ導く機能を有するものであるために、上部電極１８
の開口２０の内径ｄ₁ よりも十分に大きな外径ｄ₃ と、
上記第１不純物ドーピング領域４２および光取出面１２
から拡散ストップ層３４まで深さＤ₁ よりも小さな最大
深さＤ₃ とを備えている。上記第２不純物ドーピング領
域４４と上部電極１８とは、開口２０の内径ｄ ₁ を内径
とし且つ第２不純物ドーピング領域４４の外径ｄ₃ を外
径とする円環状の面積、すなわち図２の開口２０を示す
実線とその外周側の破線で囲まれた面積で互いに導通し
ている。また、上記第２不純物ドーピング領域４４の深
さは、外周側に向かうにしたがってその最大深さＤ₃ か
ら順次減少するように構成されている。

【００１８】上記不純物ドーピング領域４０は、ＬＥＤ
チップ１０の断面に、たとえば薬品中で光を照射しつつ
エッチングを行うよく知られたステインエッチングを施
し、そのステインエッチングにより極性反転部分に表れ
たライン状の段差を倍率１００〜１０００倍の光学顕微
鏡などで観察することができる。極性反転部分とはｎ型
のキャリヤ濃度よりもｐ型のキャリヤ濃度が多くなった
場所であり、たとえば電流ブロック層３６内のｎ型のキ
ャリヤ濃度が１×１０¹⁸であったとすると、亜鉛の拡散
濃度がその１×１０¹⁸以上となった場所が極性反転部分
となる。

【００１９】以下、上記不純物ドーピング領域４０を形
成するための製造工程の一部を図４および図５を用いて
説明する。先ず、エピウエハ作成工程５０では、結晶成
長が完了したエピウエハ５２すなわち前記ＬＥＤチップ
１０の中間製品であって、上部電極１８および下部電極
１６が形成される前の分割されていない一体的な多数の
チップが、前記ＭＯＣＶＤ、ＭＢＥ、ＶＰＥ、ＬＰＥな
どの手法を用いて作成される。

【００２０】次いで、バリア膜形成工程５４では、結晶
成長が完了した上記エピウエハ５２すなわち上部電極１
８および下部電極１６が形成される前のチップの上面に
対して、ＰＥＣＶＤ（プラズマｅｎｈａｎｃｅｄＣＶ
Ｄ）を用いてバリア膜５６が形成される。このＰＥＣＶ
Ｄでは、たとえばチャンバー内の圧力が０．５torr、温
度３００℃、高周波出力１００Ｗ、シランガス５cc/mi
n、窒素ガス１５０cc/min、アンモニアガス５cc/minと
いう膜形成条件が用いられる。図５の(a) はこの状態を
示している。このバリア膜５６は、拡散される不純物た
とえば亜鉛Ｚｎを阻止するバリア膜として機能するもの
であり、たとえば屈折率ｎが１．９以下の窒化珪素膜Ｓ
ｉ_x Ｎ_y Ｈ_z である。

【００２１】このバリア膜５６では、上記Ｐ−ＣＶＤで
用いられるシランガス、窒素ガス、アンモニアガスのう
ち、たとえばアンモニアガスの流量が調節されることに
よりバリア膜５６の屈折率ｎが調節される。この屈折率
ｎは、窒化珪素膜Ｓｉ_x Ｎ_yＨ_z 中のＳｉ−Ｎという化
学結合とＳｉ−Ｈという化学結合とＮ−Ｈという化学結
合との割合に対応するものであり、バリア膜５６の膜質
を表現している。このバリア膜５６の膜質とは、密着性
や熱膨張差に対応するとともに、深さ方向の拡散速度と
横方向の拡散速度との割合に対応している。上記Ｓｉ−
Ｈ結合、Ｎ−Ｈ結合のＨが多くなる方向に変化すると横
方向の拡散速度が高められて、不純物ドーピング領域４
０を形成するために都合のよい傾向となる。

【００２２】図６に示すように、エピウエハ５２の上面
すなわち光取出面１２において、その光取出面１２から
の不純物の深さ方向の拡散距離をａ、バリア膜５６の開
口縁からの横方向すなわち光取出面１２に沿った面方向
の拡散距離をｂとすると、拡散距離比ｂ／ａは、バリア
膜５６の膜質に従って、すなわち屈折率ｎが低くなるに
従って大きくなるという現象がある。本発明者は、前述
の形状の不純物ドーピング領域４０を形成するために、
そのような現象を利用し、バリア膜５６の膜質を表す指
標である屈折率ｎを１．９以下に設定したのである。拡
散距離比ｂ／ａとバリア膜５６の屈折率ｎとの関係は図
７に示すように実験的に求められ、バリア膜５６の屈折
率ｎとアンモニアガスの流量（sccmすなわちcc/min）と
の関係は図８に示すように実験的に求められ、拡散距離
比ｂ／ａとアンモニアガスの流量との関係は図９に示す
ように実験的に求められるから、たとえば、図８或いは
図９の関係から実際に形成するバリア膜５６の目標屈折
率或いは目標拡散距離比に基づいて、上記バリア膜形成
工程５４におけるアンモニアガスの流量が１０cc/min以
上の値に決定される。

【００２３】次に、バリア膜パターニング工程５８で
は、通常のホトリソグラフィを用いて、たとえばＲＩＥ
（reactive ion etching）を用いたドライエッチング法
或いは熱燐酸を用いたウエットエッチング法により、上
記バリア膜５６に円形の開口６０が形成される。図５
(b) はこの状態を示している。この開口６０は前記上部
電極１８の開口２０と同心に位置させられているが、そ
の径ｄ₄ は、その開口２０の径ｄ₁ よりも十分に小さく
されている。

【００２４】続く亜鉛拡散工程６２では、上記のように
してバリア膜５６に円形の開口６０が形成されたエピウ
エハ５２が、拡散源となる砒化亜鉛と共に石英アンプル
内に封止され、その石英アンプルにたとえば６００度で
１２時間保持する熱処理が施されることにより、バリア
膜５６の開口６０を通してのみ亜鉛がエピウエハ５２内
に拡散され、前述の形状の不純物ドーピング領域４０が
形成される。図５(c)はこの状態を示している。この亜
鉛拡散工程６２では、不純物ドーピング領域４０を構成
する、光取出面１２から深さ方向に向かう第１不純物ド
ーピング領域４２と、その第１不純物ドーピング領域４
２の深さ方向の光取出面１２側の一部からその上部電極
１８の裏面に沿ってその裏面に平行な方向に延びる第２
不純物ドーピング領域４４とが、同時に構成されるの
で、上記亜鉛拡散工程６２は、第１不純物ドーピング領
域形成工程および第２不純物ドーピング領域形成工程に
対応している。

【００２５】続いて、バリア膜除去工程６４では、たと
えばＲＩＥ（reactive ion etching）を用いたドライエ
ッチング法を用いてバリア膜５６が除去される。図５の
(d)はこの状態を示している。そして、電極形成工程６
６では、上記エピウエハ５２の下面および上面に下部電
極１６および上部電極１８が形成される。次いで、図示
しないダイシング工程において、上記エピウエハ５２が
個々のＬＥＤチップ１０にダイシングにより分割され
る。図５の(e) はこの状態を示している。

【００２６】上記のＬＥＤチップ１０の製造工程では、
第１不純物ドーピング領域形成工程（亜鉛拡散工程６
２）により、光取出面１２のうちの上部電極１８が設け
られていない開放面から深さ方向に向かう第１不純物ド
ーピング領域４２が形成され、第２不純物ドーピング領
域形成工程（亜鉛拡散工程６２）により、その第１不純
物ドーピング領域４２の深さ方向の光取出面１２側の一
部から上部電極１８の裏面に沿ってその裏面に平行な方
向に延びる、その第１不純物ドーピング領域４２よりも
浅い第２不純物ドーピング領域４４が形成される。この
ため、不純物ドーピング領域４０が、光取出面１２のう
ちの上部電極１８が設けられていない開放面から深さ方
向に向かう第１不純物ドーピング領域４２と、その第１
不純物ドーピング領域４２の深さ方向の光取出面１２側
の一部からその上部電極１８の裏面に沿ってその裏面に
平行な方向に延びる第２不純物ドーピング領域４４とか
ら構成されていることから、上記第１不純物ドーピング
領域４２は、ＬＥＤチップ１０の厚み方向において上部
電極１８とは重ならない大きさで形成され、且つその第
１不純物ドーピング領域４２は第２不純物ドーピング領
域４４を介して上部電極１８と電気的に導通させられる
ので、活性層３０のうち上記第１不純物ドーピング領域
４２の外径ｄ₂ に対応する部分（図１の破線の斜線部
分）に電流が局所的に流されてそこから光が放射され、
その光は上部電極１８によって遮られない。したがっ
て、本実施例のＬＥＤチップ１０によれば、その活性層
３０において発生させられた光は効率よく外部へ出力さ
れるので、図１０の白丸印のデータポイントに示すよう
に、黒丸印のデータポイントに示す従来の値に比較して
一層高い取出効率が得られる。図１０の発光径とは、活
性層３０における発光領域の外径を示している。

【００２７】因みに、図１１および図１２は、従来のＬ
ＥＤチップ８０の構成を示す縦断面図および平面図であ
る。このＬＥＤチップ８０は、前記ＬＥＤチップ１０に
比較して、その不純物ドーピング領域８２の形状が相違
する他は同様に構成されている。この不純物ドーピング
領域８２は、上部電極１８下の電流ブロック層３６の極
性を反転させる亜鉛が光取出面１２から反転後の極性と
同じ極性の拡散ストップ層３４に到達する深さまでドー
ピングされているのであるが、深さ方向において略一様
に形成されている。すなわち、光取出面１２のうちの上
部電極１８が設けられていない開放面から上部電極１８
の開口２０の径よりも大径の面積で略一様の深さに形成
され、その不純物ドーピング領域８２の外周縁において
上部電極１８が接続されている。図１２の破線は、上記
不純物ドーピング領域８２の外周を示している。このよ
うな従来のＬＥＤチップ８０によれば、活性層３０のう
ち上記不純物ドーピング領域８２の水平断面に対応する
大きさの部分、すなわち図１１の破線の斜線に示す部分
から光が局所的に出力されることから、図１０の黒丸印
のデータポイントに示すようにその光の一部が上部電極
１８によって遮られるので、取出効率が十分に得られな
いのである。

【００２８】以上、本発明の一実施例を図面を参照して
詳細に説明したが、本発明は、更に別の態様でも実施さ
れる。

【００２９】例えば、前述の実施例のＬＥＤチップ１０
では、上部電極１８から下部電極１６に向かって駆動電
流が流される形式であったが、逆方向に駆動電流が流さ
れる形式であってもよい。この場合には、ＬＥＤチップ
１０の各層のｐ型とｎ型とが反転させられる。

【００３０】また、前述の図４の製造工程においては、
バリア膜５６として窒化珪素が用いられていたが、酸化
アルミニウム（Ａｌ₂ Ｏ₃ ）などの他の材料が用いられ
てもよい。

【００３１】また、前述のＬＥＤチップ１０は、上部電
極１８の開口２０内において微小領域で発光させられる
点光源型のＬＥＤであったが、、上部電極１８の外周側
で発光させられる形式の面発光型ＬＥＤであってもよ
い。

【００３２】また、前述のＬＥＤチップ１０において、
活性層３０から赤外光が放射される点光源ＬＥＤチップ
１８が用いられていたが、赤色光、オレンジ色光、緑色
光、青色光、紫外光などの他の波長の光を放射するもの
であってもよい。

【００３３】また、前述のＬＥＤチップ１０は、ＡｌＧ
ａＡｓ系の化合物半導体から構成されていたが、ＩｎＧ
ａＡｓ系、ＩｎＧａＰ系、ＡｌＩｎＧａＰ系、ＧａＮ系
などの他の化合物半導体が用いられたものであってもよ
い。

【００３４】また、前述のＬＥＤチップ１０は、その発
光領域は矩形であってもよいし、円形や楕円形であって
もよい。発光領域３０が矩形、楕円形、トラック型形状
である場合には、その長手方向の中心線とそれに直角な
短辺或いは短軸に平行な方向の中心線との交点が発光中
心として定められる。

【００３５】また、ＬＥＤチップ１０の一面に設けられ
た発光領域１４は、必ずしもその一面の中央でなく、一
方に偏った位置に設けられていてもよい。

【００３６】その他、一々例示はしないが、本発明はそ
の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得るものであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の電流狭窄型面発光ダイオー
ドの構成を説明する断面図である。

【図２】図１の電流狭窄型面発光ダイオードの構成を説
明する平面図である。

【図３】図１の電流狭窄型面発光ダイオードに設けられ
た不純物ドーピング領域の構成を説明するために要部を
拡大した断面図である。

【図４】図１の電流狭窄型面発光ダイオードの製造工程
の要部を説明するための工程図である。

【図５】図４の各製造工程における加工状態をそれぞれ
説明する図であって、(a) はバリア膜が設けられたエピ
ウエハを、(b) はバリア膜に開口が形成されたエピウエ
ハを、(c) はバリア膜に開口を通して不純物が拡散され
たエピウエハを、(d) はバリア膜が除去されたエピウエ
ハを、(e) は上部電極および下部電極が固着されたエピ
ウエハをそれぞれ示している。

【図６】電流狭窄型面発光ダイオードに設けられた不純
物ドーピング領域の深さ寸法ａと横方向寸法ｂとを説明
する図である。

【図７】バリア膜の膜質の指標である屈折率と拡散距離
比ｂ／ａとの関係を示す図である。

【図８】バリア膜の屈折率とそれをＰＥＣＶＤを用いて
形成するときのアンモニアガス流量との関係を示す図で
ある。

【図９】バリア膜を用いたときの拡散距離比ｂ／ａとそ
のバリア膜をＰＥＣＶＤを用いて形成するときのアンモ
ニアガス流量との関係を示す図である。

【図１０】図１の電流狭窄型面発光ダイオードの発光出
力を従来の電流狭窄型面発光ダイオードの発光出力と対
比して示す図である。

【図１１】従来の電流狭窄型面発光ダイオ─ドの構成を
説明する断面図である。

【図１２】図１１の電流狭窄型面発光ダイオ─ドの構成
を説明する平面図である。

【符号の説明】

１０：ＬＥＤチップ（電流狭窄型面発光ダイオード） １２：光取出面（上面） １６：下部電極 １８：上部電極 ２４：ｎ−ＧａＡｓ半導体単結晶基板（基板） ２６：反射層（半導体層） ２８：第１クラッド層（半導体層） ３０：活性層（発光層、半導体層） ３２：第２クラッド層（半導体層） ３４：拡散ストップ層（半導体層） ３６：電流ブロック層（半導体層） ４２：第１不純物ドーピング領域 ４４：第２不純物ドーピング領域

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板上に発光層および電流ブロック層を
   含む半導体層が積層され、該基板の裏面および光取出面
   である該半導体層の上面側に下部電極および上部電極が
   それぞれ備えられ、且つ、該発光層のうちの該上部電極
   の下に位置していない部分に電流を導くために該上部電
   極下の電流ブロック層の極性を反転させる不純物が光取
   出面から該電流ブロック層を貫通して反転後の極性と同
   じ極性の半導体層に到達する深さまでドーピングされた
   不純物ドーピング領域が設けられた形式の面発光型ダイ
   オードであって、前記不純物ドーピング領域は、 前記光取出面のうちの上部電極の開口内から深さ方向に
   向かい、且つ前記電流ブロック層下の該電流ブロック層
   とは極性が反転した半導体層との交差面積が前記上部電
   極の開口面積よりも小さい第１不純物ドーピング領域
   と、 該第１不純物ドーピング領域の深さ方向の前記光取出面
   側の一部から該上部電極の裏面に沿って該裏面に平行な
   方向に延びる該第１不純物ドーピング領域よりも浅い第
   ２不純物ドーピング領域とから成ることを特徴とする電
   流狭窄型面発光ダイオード。
2. 【請求項２】 基板上に発光層および電流ブロック層を
   含む半導体層が積層され、該基板の裏面および光取出面
   である該半導体層の上面側に下部電極および上部電極が
   それぞれ備えられ、且つ、該発光層のうちの該上部電極
   の下に位置していない部分に電流を導くために該上部電
   極下の電流ブロック層の極性を反転させる不純物が光取
   出面から該電流ブロック層を貫通して反転後の極性と同
   じ極性の半導体層に到達する深さまでドーピングされた
   不純物ドーピング領域が設けられた形式の面発光型ダイ
   オードの製造方法であって、 前記光取出面のうちの上部電極の開口内から深さ方向に
   向かい、且つ前記電流ブロック層下の該電流ブロック層
   とは極性が反転した半導体層との交差面積が前記上部電
   極の開口面積よりも小さい第１不純物ドーピング領域を
   形成する第１不純物ドーピング領域形成工程と、 該第１不純物ドーピング領域の深さ方向の前記光取出面
   側の一部から該上部電極の裏面に沿って該裏面に平行な
   方向に延びる該第１不純物ドーピング領域よりも浅い第
   ２不純物ドーピング領域を形成する第２不純物ドーピン
   グ領域形成工程とを、含むことを特徴とする電流狭窄型
   面発光ダイオードの製造方法。