JP2001144323A - AlGaInP LIGHT-EMITTING DIODE AND MANUFACTURING METHOD THEREFOR - Google Patents

AlGaInP LIGHT-EMITTING DIODE AND MANUFACTURING METHOD THEREFOR

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JP2001144323A
JP2001144323A JP32689499A JP32689499A JP2001144323A JP 2001144323 A JP2001144323 A JP 2001144323A JP 32689499 A JP32689499 A JP 32689499A JP 32689499 A JP32689499 A JP 32689499A JP 2001144323 A JP2001144323 A JP 2001144323A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an AlGaInP LED which is equipped with an electrode structure, that is capable of widely diffusing an LED operating current over the entire light-emitting layer in a two-dimensional manner, producing a low forward voltage, and enhancing the LED in other luminous performance. SOLUTION: An electrode structure is so constituted, that an LED drive current fed from a pedestal electrode is made to flow through a light-emitting part from granular ohmic electrodes scattered on a semiconductor layer through the intermediary of a transparent conductive film formed of a conductive oxide layer, where the ohmic electrode is composed of granular electrodes, which are arranged evenly on the surface of the semiconductor layer and 20 μm or smaller in the maximum width on a planar shape.

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、駆動電流を平面的
に見た発光部の全域に広範に拡散できる電極構造を備え
た高輝度のAlGaInP発光ダイオード(LED)と
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 high-luminance AlGaInP light-emitting diode (LED) having an electrode structure capable of widely diffusing a drive current over a light-emitting portion in a plan view and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般式を(AlXGa1-XYIn1-Y
(0≦X≦1、0<Y<1)とするAlGaInP多元
混晶にあって、特にインジウム組成比(=1−Y)を
0.5とする(AlXGa1-X0.5In0.5P(0≦X≦
1)は、砒化ガリウム(GaAs)単結晶と良好な格子
整合性を果たせる利点もあって、例えば赤橙色系の光を
出射する発光ダイオード(LED)或いはレーザーダイ
オード(LD)を構成するに利用されている。図1は、
発光波長を約620ナノメータ(nm)〜630nmと
する従来の赤橙色AlGaInPLED10の構造を示
す断面図である。
2. Description of the Related Art The general formula is (Al X Ga 1 -x ) Y In 1 -Y P
In an AlGaInP multi-element mixed crystal in which (0 ≦ X ≦ 1, 0 <Y <1), in particular, the indium composition ratio (= 1−Y) is set to 0.5 (Al X Ga 1 -X ) 0.5 In 0.5 P (0 ≦ X ≦
1) has the advantage of achieving good lattice matching with gallium arsenide (GaAs) single crystal, and is used, for example, for forming a light emitting diode (LED) or a laser diode (LD) that emits red-orange light. ing. FIG.
It is sectional drawing which shows the structure of the conventional red-orange AlGaInPLED10 which makes an emission wavelength about 620 nanometer (nm) -630 nm.

【0003】従来のAlGaInPLED10の発光部
10aは、n形またはp形の導電性のGaAs単結晶基
板101上に、例えば有機金属熱分解(MOCVD)法
等の気相成長法に依り成膜された緩衝層102とその上
に成膜されたブラッグ(Bragg)反射層103とを
介して積層された(AlXGa1-X0.5In0.5P(0≦
X≦1)からなる層104〜106を利用して構成され
る。また発光部10aは、キャリアの「閉じ込め」効果
を利用して高強度の発光を獲得するために、発光層10
5よりバンドギャップの大きいそれぞれn形またはp形
の下部クラッド(clad)層104および上部クラッ
ド層106の中間に、(AlXGa1-X0.5In0.5
(0≦X≦1)からなる発光層105を挟持してなるp
n接合型のダブルヘテロ(DH)構造から構成するのが
通例となっている。すなわち、AlGaInPLED1
0は、GaAs単結晶基板101上に積層された緩衝層
102、ブラッグ反射層103、下部クラッド層10
4、発光層105および上部クラッド層106からなる
III−V族化合物半導体層10bを具備する構造とな
っている。
A light emitting portion 10a of a conventional AlGaInPLED 10 is formed on an n-type or p-type conductive GaAs single crystal substrate 101 by a vapor phase growth method such as a metalorganic thermal decomposition (MOCVD) method. (Al x Ga 1 -x ) 0.5 In 0.5 P (0 ≦) interposed via the buffer layer 102 and the Bragg reflection layer 103 formed thereon.
It is configured using layers 104 to 106 composed of X ≦ 1). In addition, the light emitting section 10a is provided with a light emitting layer 10 to obtain high intensity light emission by utilizing the "confinement" effect of carriers.
In between the n-type or p-type lower cladding layer 104 and the upper cladding layer 106 each having a band gap larger than 5 (Al x Ga 1 -x ) 0.5 In 0.5 P
P sandwiching the light emitting layer 105 made of (0 ≦ X ≦ 1)
It is customary to use an n-junction type double hetero (DH) structure. That is, AlGaInPLED1
0 denotes a buffer layer 102, a Bragg reflection layer 103, and a lower cladding layer 10 laminated on a GaAs single crystal substrate 101.
4, a structure including a group III-V compound semiconductor layer 10b composed of a light emitting layer 105 and an upper cladding layer 106.

【0004】従来のAlGaInPLED10では、D
H構造の発光部10aの上方の発光の外部への取り出し
方向には、窓層(ウィンドウ層)107を配置するのが
通例となっている。窓層107は発光層105から出射
される発光を充分に透過できる、禁止帯幅の大きな透明
材料から構成する必要がある。従来技術では、窓層10
7を酸化インジウム、酸化錫、酸化亜鉛或いは酸化マグ
ネシウム等の導電性を有する酸化物結晶から構成する手
段が開示されている(特開平11−17220号及び
アメリカ合衆国特許第5,481,122号各公報明
細書参照)。
In the conventional AlGaInPLED 10, D
It is customary to arrange a window layer (window layer) 107 in a direction in which light emitted above the light emitting unit 10a having the H structure is taken out. The window layer 107 needs to be made of a transparent material having a large band gap that can sufficiently transmit light emitted from the light emitting layer 105. In the prior art, the window layer 10
No. 7 discloses a means for forming a conductive oxide crystal such as indium oxide, tin oxide, zinc oxide or magnesium oxide (JP-A-11-17220 and US Pat. No. 5,481,122). See specification).

【0005】導電性の透明酸化物窓層107の上には、
金(Au)、アルミニウム(Al)或いはチタン(T
i)などの結線用の台座(pad)電極108が敷設さ
れる。また、導電性のGaAs基板101の裏面側に
は、オーミック接触を有する第1の電極109が配置さ
れてAlGaInPLED10が構成されている。
[0005] On the conductive transparent oxide window layer 107,
Gold (Au), aluminum (Al) or titanium (T
A pad electrode 108 for connection such as i) is laid. On the back side of the conductive GaAs substrate 101, a first electrode 109 having ohmic contact is arranged to form an AlGaInPLED 10.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】図1に示す従来のAl
GaInPLED10の断面構造図を利用して説明する
に、従来の透明な酸化物からなる窓層107を具備した
AlGaInPLED10にあって、窓層107は導電
性の層から構成されていると云えども、窓層107を構
成する酸化物結晶とIII−V族化合物半導体層10b
(特に図1に例示するLED構造の場合は、上部クラッ
ド層106)との接合に於ける障壁の高さに起因して、
窓層107とIII−V族化合物半導体層10bとの間
にオーミック性に充分に優れる接触が構成できない問題
があった。このため、電極108を介して供給されるL
ED駆動用電流を発光面の広範囲に亘り拡散できず、L
EDの高輝度化に支障を来していた。また、順方向電圧
(Vf)が低減されたAlGaInPLEDが安定して
供給出来なかった。
The conventional Al shown in FIG.
The cross-sectional structural view of the GaInPLED 10 will be described with reference to the conventional AlGaInPLED 10 including the window layer 107 made of a transparent oxide, in which the window layer 107 is formed of a conductive layer. Oxide Crystal Constituting Layer 107 and III-V Compound Semiconductor Layer 10b
(Especially in the case of the LED structure illustrated in FIG. 1, due to the height of the barrier at the junction with the upper cladding layer 106),
There was a problem that a contact having sufficiently excellent ohmic properties could not be formed between the window layer 107 and the III-V compound semiconductor layer 10b. Therefore, L supplied via the electrode 108
The ED driving current cannot be diffused over a wide area of the light emitting surface.
This hindered the increase in the brightness of the ED. Also, AlGaInPLEDs with reduced forward voltage (Vf) could not be supplied stably.

【0007】また、導電性の透明酸化物からなる窓層1
07と上部クラッド層106との中間に、亜鉛(Zn)
或いは金−亜鉛(Au−Zn)合金からなる金属膜11
0を挿入する技術も開示されている(特開平11−40
20号公報明細書参照)。この従来技術では、金属膜1
10は上部クラッド層106と窓層107との密着性を
促進させる目的で装備されている。しかし、この従来技
術にあって、金属膜110は上部クラッド層106のお
よそ全面に一様に敷設されているため、金属膜110に
より発光が吸収されてしまい、高輝度のAlGaInP
LEDを得るには不利となっている。
A window layer 1 made of a conductive transparent oxide
07 and the upper cladding layer 106, zinc (Zn)
Alternatively, a metal film 11 made of a gold-zinc (Au-Zn) alloy
A technique of inserting 0 is also disclosed (JP-A-11-40).
No. 20). In this prior art, the metal film 1
Reference numeral 10 is provided for the purpose of promoting the adhesion between the upper cladding layer 106 and the window layer 107. However, in this prior art, since the metal film 110 is uniformly laid on almost the entire surface of the upper cladding layer 106, light emission is absorbed by the metal film 110, and high brightness AlGaInP
It is disadvantageous for obtaining LEDs.

【0008】また金属膜110が、平面的に見て台座電
極108がIII−V族化合物半導体層10bの表面と
重なる部分も被覆して敷設されているために、外部へ発
光を取り出し難い台座電極108直下の領域でLED駆
動電流が発光部に流れるのを回避できない構成となって
いる。このため、この台座電極108直下の領域に於い
てLED動作電流の一部が浪費されてしまい、結局のと
ころ外部への発光の取り出し効率の低下を帰結する欠点
がある。
In addition, since the metal film 110 is laid so as to cover the portion where the pedestal electrode 108 overlaps the surface of the III-V compound semiconductor layer 10b in plan view, the pedestal electrode is difficult to emit light to the outside. The configuration is such that it is impossible to prevent the LED drive current from flowing to the light emitting section in a region immediately below 108. For this reason, a part of the LED operating current is wasted in a region immediately below the pedestal electrode 108, and there is a disadvantage that the efficiency of extracting light emission to the outside is reduced after all.

【0009】要約するに、AlGaInPLEDの高輝
度化のための従来技術では、LED駆動電流の発光領域
への広範囲な拡散性と、併せて外部への発光の取り出し
効率の向上を充分に達成できない。本発明は、(1)A
lGaInPLEDを構成するIII−V族化合物半導
体層との良好なオーミック(Ohmic)接触が果たせ
るため、LED動作電流を平面的に見た発光層の全域に
広範囲に拡散できると共に、(2)低い順方向電圧(V
f)がもたらされ、(3)且つ、発光が遮蔽される割合
を低くできる形状であるが故に優れた外部発光効率がも
たらされる電極構造を具備したAlGaInPLEDを
提供するものである。
In summary, in the prior art for increasing the luminance of an AlGaInPLED, it is not possible to sufficiently achieve a wide diffusion of an LED driving current to a light emitting region and an improvement in the efficiency of extracting light emitted to the outside. The present invention relates to (1) A
Since good ohmic contact with the group III-V compound semiconductor layer constituting the lGaInPLED can be achieved, the LED operating current can be diffused widely over the entire area of the light emitting layer as viewed in plan, and (2) low forward direction. Voltage (V
f ) is provided, and (3) an AlGaInPLED provided with an electrode structure having an excellent external luminous efficiency because of a shape capable of reducing the rate of blocking light emission.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明は、裏面に第1の
電極が形成された半導体基板と、該半導体基板上に形成
されたAlGaInPよりなる発光部を含む半導体層
と、該半導体層の表面の一部に形成された該半導体層と
オーミック接触をなす複数のオーミック電極と、該半導
体層とオーミック電極とを覆って形成された該オーミッ
ク電極と導通する透明導電膜と、該透明導電膜の表面の
一部に形成された該透明導電膜と導通する台座電極とを
有するAlGaInP発光ダイオードにおいて、前記複
数のオーミック電極がすべて、平面形状において最大幅
を20μm以下とする粒状の電極からなることを特徴と
する。
According to the present invention, there is provided a semiconductor substrate having a first electrode formed on a back surface, a semiconductor layer including a light emitting portion made of AlGaInP formed on the semiconductor substrate, A plurality of ohmic electrodes forming ohmic contact with the semiconductor layer formed on a part of the surface; a transparent conductive film formed to cover the semiconductor layer and the ohmic electrode and conducting with the ohmic electrode; and the transparent conductive film In the AlGaInP light-emitting diode having a pedestal electrode that is electrically connected to the transparent conductive film formed on a part of the surface of the device, all of the plurality of ohmic electrodes are formed of granular electrodes having a maximum width of 20 μm or less in a planar shape. It is characterized by.

【0011】本発明は、前記オーミック電極を、半導体
層の表面の平面的に見て台座電極と重ならない部分(開
放発光領域)に散在させて配置するのが望ましい。さら
に本発明では、開放発光領域にある前記オーミック電極
の表面積の合計が、開放発光領域の表面積に占める割合
(表面被覆率)が、3〜70%であることが特に望まし
い。
In the present invention, it is preferable that the ohmic electrodes are scattered and arranged in a portion (open light emitting region) of the surface of the semiconductor layer which does not overlap with the pedestal electrode when viewed in plan. Furthermore, in the present invention, it is particularly desirable that the ratio of the total surface area of the ohmic electrodes in the open light emitting region to the surface area of the open light emitting region (surface coverage) is 3 to 70%.

【0012】また本発明は、前記オーミック電極が、半
導体層と接する側を金(Au)を含む合金とし、透明導
電膜と接する側をAuとする多層構造からなることを特
徴とする。特に前記オーミック電極と接する半導体層が
n形のAlGaInPからなる場合、該オーミック電極
の半導体層と接する側はAuとゲルマニウム(Ge)の
合金からなることが望ましい。また、前記オーミック電
極と接する半導体層がp形のAlGaInPからなる場
合、該オーミック電極の半導体層と接する側はAuと亜
鉛(Zn)を含む合金またはAuとベリリウム(Be)
を含む合金からなることが望ましい。
Further, the present invention is characterized in that the ohmic electrode has a multilayer structure in which the side in contact with the semiconductor layer is an alloy containing gold (Au) and the side in contact with the transparent conductive film is Au. In particular, when the semiconductor layer in contact with the ohmic electrode is made of n-type AlGaInP, the side of the ohmic electrode in contact with the semiconductor layer is preferably made of an alloy of Au and germanium (Ge). When the semiconductor layer in contact with the ohmic electrode is made of p-type AlGaInP, the side of the ohmic electrode in contact with the semiconductor layer is an alloy containing Au and zinc (Zn) or Au and beryllium (Be).
It is desirable to be composed of an alloy containing

【0013】また本発明は、前記透明導電膜が、酸化イ
ンジウム錫(ITO)からなることを特徴とする。すな
わち前記透明導電膜は、抵抗率を7×10-4Ωcm以下
とし、禁止帯幅を2.5eV以上とする金属酸化物から
なるのが望ましい。
Further, the present invention is characterized in that the transparent conductive film is made of indium tin oxide (ITO). That is, the transparent conductive film is preferably made of a metal oxide having a resistivity of 7 × 10 −4 Ωcm or less and a band gap of 2.5 eV or more.

【0014】また本発明は、上記のAlGaInP発光
ダイオードの製造方法において、前記半導体層表面に金
属薄膜を被着し、該金属薄膜を熱処理により凝縮させ
て、複数の粒状のオーミック電極を形成することを特徴
とする。
Further, according to the present invention, in the above-mentioned method for manufacturing an AlGaInP light-emitting diode, a metal thin film is deposited on the surface of the semiconductor layer, and the metal thin film is condensed by heat treatment to form a plurality of granular ohmic electrodes. It is characterized by.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】請求項1に記載の発明に係わる本
発明の実施形態を説明するためのAlGaInPLED
20の平面模式図を図2に示す。また、図3は図2に示
すAlGaInPLED20の断面構造を示す模式図で
ある。第1の実施形態に係わるLED20の構成上の特
徴は、図2及び図3に示す如く、裏面に第1の電極20
9が形成された半導体基板201と、該半導体基板上に
形成されたAlGaInPよりなる発光部20aを含む
半導体層20bと、該半導体層20bの表面の一部に形
成された該半導体層とオーミック接触をなす複数のオー
ミック電極210と、該半導体層とオーミック電極とを
覆って形成された該オーミック電極と導通する透明導電
膜(=窓層)207と、該透明導電膜の表面の一部に形
成された該透明導電膜と導通する台座電極208とを有
するAlGaInP発光ダイオード20において、前記
複数のオーミック電極210がすべて、平面形状におい
て最大幅を20μm以下とする粒状の電極からなること
にある。換言すれば、透明導電膜207とLED20の
発光部20aの一部をなす上部クラッド層206との接
合面に、台座電極208より透明導電膜207を介して
発光部20aにLED駆動電流を好都合に通流するため
のオーミック電極210を設け、該オーミック電極が平
面形状において最大幅を20μm以下とする複数の粒状
の電極からなる構成とするのが特徴である。此処で、上
部クラッド層206は、発光を外部へ取り出す方向に在
るクラッド層であり、透明導電膜207を接合させて設
ける層としている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An AlGaInPLED for describing an embodiment of the present invention according to the first aspect of the present invention.
FIG. 2 shows a schematic plan view of No. 20. FIG. 3 is a schematic diagram showing a cross-sectional structure of the AlGaInPLED 20 shown in FIG. The configurational feature of the LED 20 according to the first embodiment is that, as shown in FIGS.
9, a semiconductor layer 20b including a light emitting portion 20a made of AlGaInP formed on the semiconductor substrate, and an ohmic contact with the semiconductor layer formed on a part of the surface of the semiconductor layer 20b. A plurality of ohmic electrodes 210, a transparent conductive film (= window layer) 207 formed over the semiconductor layer and the ohmic electrode and electrically connected to the ohmic electrode, and formed on part of the surface of the transparent conductive film. In the AlGaInP light-emitting diode 20 having the pedestal electrode 208 electrically connected to the transparent conductive film, the plurality of ohmic electrodes 210 are all formed of granular electrodes having a maximum width of 20 μm or less in a planar shape. In other words, the LED driving current is conveniently applied to the light emitting unit 20a via the transparent conductive film 207 from the pedestal electrode 208 on the bonding surface between the transparent conductive film 207 and the upper cladding layer 206 forming a part of the light emitting unit 20a of the LED 20. It is characterized in that an ohmic electrode 210 for flowing is provided, and the ohmic electrode is composed of a plurality of granular electrodes having a maximum width of 20 μm or less in a planar shape. Here, the upper cladding layer 206 is a cladding layer in a direction in which light is emitted to the outside, and is a layer provided by bonding the transparent conductive film 207.

【0016】複数の粒状の金属からなるオーミック電極
210を備えたLED20を得る手法を、金(Au)合
金からなるオーミック電極210を設ける場合を例にし
て説明する。 (1)先ず、GaAs基板201上に(AlXGa1-X
0.5In0.5Pからなる上部クラッド層206を含む半導
体層20bをMOCVD法等の成長手段により形成す
る。なおここで例えば、半導体層20bをGaAs基板
201上に順次積層した緩衝層202、ブラッグ反射層
203、下部クラッド層204、発光層205、上部ク
ラッド層206から構成する。この場合、このLED2
0の発光部20aは下部クラッド層204、発光層20
5、上部クラッド層206からなる。また、発光部20
aはAlGaInPから作るものとする。 (2)次に、上部クラッド層206の表面上に、同層2
06をなす(AlXGa1 -X0.5In0.5Pとオーミック
接触をなす金属材料として選択された、例えば金・ゲル
マニウム(Au・Ge)合金からなる連続性を有する薄
膜を一旦、被着させる。 (3)その後、被着させたAu・Ge合金薄膜に熱処理
によるオーミック合金化(alloy)処理を施し、そ
の際表面張力に因りAu・Ge合金を凝縮させて(すな
わち、Au・Ge合金をボールアップさせて)、合金薄
膜の連続性を破断して、複数の外形を略球状とする粒状
のオーミック電極210を形成する。 (4)粒状のオーミック電極210を上部クラッド層2
06の表面に散在して配置したままで、上部クラッド層
206及びオーミック電極210を窓層となる透明導電
膜207で被覆する。 (5)次に、透明導電膜207上の中央部に台座電極2
08を敷設してLED20を構成する。
A method of obtaining the LED 20 having the plurality of ohmic electrodes 210 made of a granular metal will be described with reference to an example in which the ohmic electrode 210 made of a gold (Au) alloy is provided. (1) First, (Al x Ga 1-x ) is formed on the GaAs substrate 201.
The semiconductor layer 20b including the upper cladding layer 206 made of 0.5 In 0.5 P is formed by a growth method such as the MOCVD method. Here, for example, the semiconductor layer 20 b includes a buffer layer 202, a Bragg reflection layer 203, a lower cladding layer 204, a light emitting layer 205, and an upper cladding layer 206, which are sequentially laminated on a GaAs substrate 201. In this case, this LED2
The light-emitting portion 20a of the light-emitting layer 20
5. The upper cladding layer 206 is formed. The light emitting unit 20
a shall be made from AlGaInP. (2) Next, on the surface of the upper cladding layer 206,
For example, a thin film having continuity, for example, made of a gold-germanium (Au.Ge) alloy, which is selected as a metal material forming an ohmic contact with (Al X Ga 1 -X ) 0.5 In 0.5 P, which is used as a material, is deposited. . (3) Thereafter, the applied Au.Ge alloy thin film is subjected to an ohmic alloying (alloy) treatment by heat treatment, and at that time, the Au.Ge alloy is condensed due to the surface tension (that is, the Au.Ge alloy is converted into a ball. Then, the continuity of the alloy thin film is broken to form a granular ohmic electrode 210 having a plurality of outer shapes that are substantially spherical. (4) The granular ohmic electrode 210 is formed on the upper cladding layer 2.
06, the upper cladding layer 206 and the ohmic electrode 210 are covered with a transparent conductive film 207 serving as a window layer while being scattered and arranged on the surface of the substrate. (5) Next, the pedestal electrode 2 is provided at the center on the transparent conductive film 207.
08 is laid to configure the LED 20.

【0017】或いは上記以外の方法として、(AlX
1-XYIn1-YP上部クラッド層206の表面上の平
面的に見て台座電極208と重ならない領域に選択的
に、オーミック性をなす金属材料であるAu・Ge合金
薄膜を、例えばマスク材を利用して互いに孤立して散在
させて被着させた後、オーミックアロイ処理を施して粒
状オーミック電極を形成する手法もある。
Alternatively, as another method, (Al X G
a 1-X) Y In 1 -Y P selectively to a region which does not overlap with the pad electrode 208 in plan view on the surface of the upper cladding layer 206, the Au · Ge alloy thin film is a metal material of the ohmic resistance For example, there is a method in which a granular ohmic electrode is formed by applying an ohmic alloy process after being scattered and attached in isolation from each other using a mask material.

【0018】本発明では、複数のオーミック電極をすべ
て、平面形状において最大幅を20μm以下とする粒状
の電極から構成することを特徴とする。半導体層20b
表面の平面的に見て台座電極208と重ならない領域、
すなわち開放発光領域211に、平面積を必要以上に大
とする粒状のオーミック電極210を設置すると、開放
発光領域211のうち、発光部の光を取り出せる面積が
減少し、高い強度の発光が獲得できなくなり不都合であ
る。従って、複数のオーミック電極はすべて、平面形状
において最大幅を20μm以下とする金属粒から構成す
ることが好ましい。しかし、逆に粒径を極端に小とする
粒状のオーミック電極210ではVfの徒な上昇を帰結
するために不都合となる。徒にVfの上昇を招かず、且
つ安定して形成できるオーミック電極の最低の粒径は大
凡、0.5μm程度である。図2の平面模式図に例示す
るAlGaInPLED20は、平均の粒径を約5μm
とする粒状のオーミック電極210を、平面的に見て台
座電極208と重ならない上部クラッド層206の表
面、すなわち開放発光領域211に散在させて設けてな
るLEDの一例である。粒状のオーミック電極210
は、上部クラッド層206の表面の一部領域に密集させ
て設けるのではなく、略均一な面密度で散在させて設け
ると、透明導電膜207を介して供給されるLED駆動
電流を開放発光領域211に都合良く拡散できる効果が
上げられる。粒状オーミック電極210の開放発光領域
211に於ける好適な存在密度は、LEDの平面積、台
座電極208の平面積或いは粒状のオーミック電極21
0の平均粒径に依存して変化する。一例として挙げれ
ば、開放発光領域211の平面積を5×10 4cm2
し、粒状オーミック電極210の平均粒径を10μmと
仮定した場合では、開放発光領域211に散在させるべ
き好適な粒状オーミック電極210の数量は約20個か
ら約445個の範囲内にあり、従って、存在密度は約
3.8×104個/cm2〜8.9×105個/cm2の範
囲内となる。
The present invention is characterized in that all of the plurality of ohmic electrodes are formed of granular electrodes having a maximum width of 20 μm or less in a planar shape. Semiconductor layer 20b
A region which does not overlap with the pedestal electrode 208 when viewed in a plane view
That is, when the granular ohmic electrode 210 having a plane area larger than necessary is provided in the open light emitting region 211, the area of the open light emitting region 211 from which light can be extracted from the light emitting portion is reduced, and high intensity light emission can be obtained. It is inconvenient. Therefore, it is preferable that all of the plurality of ohmic electrodes be made of metal particles having a maximum width of 20 μm or less in a planar shape. However, on the other hand, the granular ohmic electrode 210 having an extremely small particle size is disadvantageous because it results in a steep increase in Vf . The minimum particle size of the ohmic electrode that can be formed stably without inviting an increase in Vf is about 0.5 μm. The AlGaInPLED 20 exemplified in the schematic plan view of FIG. 2 has an average particle size of about 5 μm.
This is an example of an LED in which granular ohmic electrodes 210 are scattered and provided on the surface of the upper cladding layer 206 that does not overlap with the pedestal electrode 208 in a plan view, that is, on the open light emitting region 211. Granular ohmic electrode 210
When the LED driving current supplied through the transparent conductive film 207 is provided in the open light emitting region, the LED driving current supplied through the transparent conductive film 207 is not densely provided in a part of the surface of the upper cladding layer 206 but is scattered at a substantially uniform surface density. The effect that can be conveniently diffused to 211 is obtained. The preferred density of the granular ohmic electrode 210 in the open light-emitting region 211 is the planar area of the LED, the planar area of the pedestal electrode 208, or the granular ohmic electrode 21.
It varies depending on the average particle size of 0. By way of example, a plane area of the open-emitting region 211 and 5 × 10 over 4 cm 2, in the case where the average particle diameter of the granular ohmic electrode 210 was assumed 10 [mu] m, a suitable particulate ohmic to be interspersed in the open-emitting region 211 The number of the electrodes 210 is in the range of about 20 to about 445, and therefore, the existence density is in the range of about 3.8 × 10 4 / cm 2 to 8.9 × 10 5 / cm 2. .

【0019】本発明の請求項2に記載の発明に係わる実
施形態では、前記オーミック電極210を、半導体層の
表面の平面的に見て台座電極と重ならない部分、すなわ
ち開放発光領域211に散在させて配置するのが好まし
い。粒状のオーミック電極210は、台座電極208か
ら窓層207を構成する透明導電膜を介して供給される
LED駆動電流を、開放発光領域211の広範な領域に
拡散させる目的で設ける。台座電極208と重なる領域
にオーミック電極210を設けて、同領域に動作電流を
供給しても、台座電極208の下の発光部からの発光は
台座電極208に遮蔽されることにより、外部に取り出
される発光は増加しないからである。本発明では、台座
電極208の直下の部分では、透明導電膜207をなす
導電性酸化物層とIII−V族化合物半導体層(図2及
び図3にあっては206)とが直接接合をなす構成とす
るのが好ましい。酸化物層からなる透明導電膜207と
III−V族化合物半導体層との界面では、比較的に障
壁の高い接合が形成される。従って、台座電極208の
直下の領域にこの様な接合を形成しておけば、LED動
作電流が台座電極208の直下の領域に直接的に流入す
るのを回避できる。即ち、開放発光領域211に有効に
動作電流を流通でき、発光の外部取出し効率を向上させ
る作用が発揮される。
In the embodiment according to the second aspect of the present invention, the ohmic electrodes 210 are scattered in a portion of the surface of the semiconductor layer which does not overlap with the pedestal electrode in a plan view, that is, in the open light emitting region 211. It is preferable to arrange them. The granular ohmic electrode 210 is provided for the purpose of diffusing the LED drive current supplied from the pedestal electrode 208 via the transparent conductive film forming the window layer 207 to a wide area of the open light emitting area 211. Even if an ohmic electrode 210 is provided in a region overlapping with the pedestal electrode 208 and an operating current is supplied to the same region, light emitted from a light emitting portion below the pedestal electrode 208 is shielded by the pedestal electrode 208 and thus extracted to the outside. This is because the emitted light does not increase. In the present invention, the conductive oxide layer forming the transparent conductive film 207 and the group III-V compound semiconductor layer (206 in FIGS. 2 and 3) are directly connected to each other immediately below the pedestal electrode 208. It is preferable to adopt a configuration. At the interface between the transparent conductive film 207 made of an oxide layer and the group III-V compound semiconductor layer, a junction having a relatively high barrier is formed. Therefore, if such a junction is formed in a region directly below the pedestal electrode 208, it is possible to prevent the LED operating current from directly flowing into the region directly below the pedestal electrode 208. In other words, the operating current can be effectively passed through the open light emitting region 211, and the effect of improving the efficiency of external emission of light emission is exhibited.

【0020】透明導電膜207の直下の例えば、上部ク
ラッド層206の表面の、特に台座電極208の直下の
領域以外の開放発光領域211に散在させる粒状のオー
ミック電極210の数量を増加させると、開放発光領域
211に於いて電極210が占有する面積が増加する。
これより、開放発光領域211のうち発光部の光を取り
出せる面積が減少する。開放発光領域211の表面積の
70パーセント(%)を越える面積を占有する様に粒状
のオーミック電極210を配置したLEDでは、粒状の
オーミック電極210自身により発光が遮蔽される割合
が大となり、発光が外部に取り出せなくなる結果、高輝
度のLEDが得られなくなる。しかし、3%未満の面積
を占有する微小なオーミック電極210のみを備えたL
EDでは、順方向電圧(Vf)が増大し不都合である。
従って、本発明の請求項3の発明に係わる実施形態で
は、開放発光領域211にある粒状のオーミック電極2
10の合計の平面積を、開放発光領域211の表面積の
3パーセント(%)以上で70%以下とするのが好まし
い。
When the number of granular ohmic electrodes 210 scattered on the surface of the upper cladding layer 206, for example, on the surface of the upper cladding layer 206, especially on the open light emitting region 211 other than the region directly below the pedestal electrode 208, is increased. The area occupied by the electrode 210 in the light emitting region 211 increases.
Thus, the area of the open light emitting region 211 from which light from the light emitting unit can be extracted is reduced. In an LED in which the granular ohmic electrode 210 is arranged so as to occupy an area exceeding 70% (%) of the surface area of the open light emitting region 211, the ratio of light emission blocked by the granular ohmic electrode 210 itself becomes large, and light emission is reduced. As a result, it is impossible to obtain a high-brightness LED. However, an L with only a small ohmic electrode 210 occupying less than 3% of the area
ED is disadvantageous because the forward voltage (V f ) increases.
Therefore, in the embodiment according to the third aspect of the present invention, the granular ohmic electrode 2 in the open light emitting region 211 is formed.
It is preferable that the total plane area of 10 is not less than 3% (%) and not more than 70% of the surface area of the open light emitting region 211.

【0021】例えば、一辺を250μmとする正方形の
LEDのチップ(chip)(平面積≒6.3×10-4
cm2)の中央部に、直径を120μmとする円形台座
電極208(平面積≒1.1×10-4cm2)が敷設さ
れているAlGaInPLED20にあって、開放発光
領域211の表面積は約5.2×10-4cm2となる。
この表面積を有する開放発光領域211に、平均粒径を
5μmとする円形の形状に近似される粒状のオーミック
電極210(平面積≒7.9×10-7cm2)を合計約
50箇所に設けたとすると、開放発光領域211に於け
るオーミック電極210の被覆率は約7.6%となる。
For example, a square LED chip having a side of 250 μm (plane area ≒ 6.3 × 10 -4)
in central cm 2), In the circular seat electrode 208 (plane area ≒ 1.1 × 10 -4 cm 2) is laid AlGaInPLED20 to 120μm in diameter, the surface area of the open-emitting region 211 is approximately 5 2 × 10 −4 cm 2 .
In the open light emitting region 211 having this surface area, granular ohmic electrodes 210 (planar area ≒ 7.9 × 10 −7 cm 2 ) approximate to a circular shape having an average particle size of 5 μm are provided at a total of about 50 places. In this case, the coverage of the ohmic electrode 210 in the open light emitting region 211 is about 7.6%.

【0022】前記した電極のオーミック合金化のための
熱処理の際のボールアップを利用して粒状のオーミック
電極を作製する場合には、粒状のオーミック電極210
の被覆率は、オーミック電極210を構成する電極金属
の材料となる薄膜の膜厚、及びそれにオーミック性を付
与するための合金化(アロイ:alloy)処理の条件
に依り調整できる。アロイ条件が同一である場合、膜厚
が薄い薄膜である程、粒径の小さなオーミック電極21
0とすることができる。従って、被覆率の小さい粒状の
オーミック電極210が形成できる。また、同一の膜厚
の薄膜では、合金化のための熱処理温度(アロイ温度)
を高温とする程、粒径の小さな粒状オーミック電極21
0が得られる。一般的には、アロイ温度を約400℃か
ら約550℃の範囲内とし、処理時間を約1分以上で6
0分以内とするのが適する。処理時間を延長する程、凝
縮により粒状の電極が得られ易くなる。例えば、膜厚が
約50ナノメータ(nm)の金・ゲルマニウム合金(A
u93重量%・Ge7重量%合金)を半導体層表面に被
着した後、水素(H2)雰囲気内で500℃に於いて3
0分間に亘りアロイ処理を施すことにより、平均の直径
を約5μmとする粒状のオーミック電極210がもたら
される。アロイ処理は水素の他、窒素(N2)、アルゴ
ン(Ar)等の非酸化性雰囲気内で実施できるが、水素
を主体として含む雰囲気内での熱処理に依れば、粒径を
より均一とする粒状のオーミック電極がもたらされる利
便性がある。粒径とは、粒状のオーミック電極の平面形
状を外接する円形として見立てた場合に於ける、その外
接円の直径である。
In the case where a granular ohmic electrode is formed by utilizing ball-up during heat treatment for forming an ohmic alloy of the electrode, the granular ohmic electrode 210 is used.
Can be adjusted depending on the thickness of the thin film which is a material of the electrode metal constituting the ohmic electrode 210 and the conditions of an alloying (alloy) treatment for imparting ohmic properties thereto. When the alloy conditions are the same, the thinner the film thickness, the smaller the ohmic electrode 21 having a smaller particle size.
It can be set to 0. Therefore, a granular ohmic electrode 210 having a small coverage can be formed. For thin films of the same thickness, the heat treatment temperature for alloying (alloy temperature)
The higher the temperature, the smaller the size of the granular ohmic electrode 21
0 is obtained. Generally, the alloy temperature is in the range of about 400 ° C. to about 550 ° C., and the processing time is about
It is suitable to be within 0 minutes. The longer the processing time, the easier it is to obtain granular electrodes due to condensation. For example, a gold-germanium alloy (A) having a thickness of about 50 nanometers (nm)
u93% by weight, Ge 7% by weight alloy) on the surface of the semiconductor layer, and then, at 500 ° C. in a hydrogen (H 2 ) atmosphere, at 3 ° C.
Performing the alloying process for 0 minutes results in a granular ohmic electrode 210 having an average diameter of about 5 μm. The alloy treatment can be performed in a non-oxidizing atmosphere such as nitrogen (N 2 ) or argon (Ar) in addition to hydrogen. However, according to the heat treatment in an atmosphere mainly containing hydrogen, the particle size can be made more uniform. There is the advantage of providing a granular ohmic electrode. The particle diameter is the diameter of a circumscribed circle when the planar shape of the granular ohmic electrode is regarded as a circumscribed circle.

【0023】またボールアップを利用して粒状のオーミ
ック電極を作製する場合、半導体層表面に略均一な面密
度をもって粒状のオーミック電極を配置するには、電極
金属の材料とする金合金薄膜の膜厚を予め、半導体層表
面で均一とする必要がある。膜厚が不均一で一部領域に
膜厚が大である領域が存在すると、その領域で凝縮によ
り集中的に粒径を大とする粒状のオーミック電極が形成
され易くなり、オーミック電極210を開放発光領域2
11に均一な密度で散在させることができなくなる。均
一な面密度のオーミック電極210の形成を促すに好都
合なのは、例えば、50nmのAu・Ge合金膜につい
て、そもそも±10%以内の層厚の均一性を有する薄膜
である。この様な均一性を有する薄膜は、一般的な真空
蒸着法やスパッタリング法などにより成膜することがで
きる。
In the case where a granular ohmic electrode is manufactured by using ball-up, the granular ohmic electrode having a substantially uniform surface density is disposed on the surface of the semiconductor layer. It is necessary to make the thickness uniform on the surface of the semiconductor layer in advance. If there is a region where the film thickness is non-uniform and the film thickness is large in a part of the region, it becomes easy to form a granular ohmic electrode having a large particle diameter due to condensation in the region, and the ohmic electrode 210 is opened. Light emitting area 2
11 cannot be scattered at a uniform density. For example, a thin film having a uniform thickness of ± 10% or less for a 50 nm Au—Ge alloy film is advantageous for promoting the formation of the ohmic electrode 210 having a uniform surface density. A thin film having such uniformity can be formed by a general vacuum evaporation method, a sputtering method, or the like.

【0024】また、本発明の請求項4の発明に係わる実
施形態に記す如く、粒状のオーミック電極210を構成
するにあって、発光部20aの一部を構成する(AlX
Ga1-X0.5In0.5P上部クラッド層206との接触
をなす側を金合金から構成するとオーミック性に優れる
電極210がもたらされる。また、金合金層の上層であ
る、透明導電膜207に接する側を金から構成すると、
透明導電膜207との密着性に優れるオーミック電極2
10が構成できる。即ち、オーミック電極210が、半
導体層と接する側を金(Au)を含む合金とし、透明導
電膜207と接する側をAuとする多層構造からなる構
成からは、AlGaInPLED20の上部クラッド層
206とのオーミック接触性に優れる一方で、透明導電
膜207との密着性に優れる粒状のオーミック電極21
0がもたらされる。粒状のオーミック電極210を透明
導電膜207との密着性に優れたものとすることによ
り、透明導電膜207を介して供給される駆動電流が安
定してオーミック電極210に供給できる。下層を金合
金層とし、上層を金層とする重層構造のオーミック電極
は、例えば一般的な真空蒸着法を利用して初めに金合金
膜を被着させた後、その上に金膜を被着させれば形成で
きる。低接触抵抗のオーミック電極を得る観点から金合
金薄膜の層厚は大凡、10nm以上とするのが望まし
い。代表的な膜厚は約50nm程度である。金薄膜の膜
厚も大凡10nm以上とするのが望ましい。また、金合
金薄膜と金薄膜との合計の膜厚は透明導電膜207を構
成する酸化物層の層厚未満とするのが好ましい。
Further, as described in the embodiment according to the fourth aspect of the present invention, in forming the granular ohmic electrode 210, a part of the light emitting portion 20a is formed (Al X
When the side that makes contact with the Ga 1-x ) 0.5 In 0.5 P upper cladding layer 206 is made of a gold alloy, an electrode 210 having excellent ohmic properties is obtained. Further, when the side in contact with the transparent conductive film 207, which is the upper layer of the gold alloy layer, is made of gold,
Ohmic electrode 2 having excellent adhesion to transparent conductive film 207
10 can be configured. That is, since the ohmic electrode 210 has a multilayer structure in which the side in contact with the semiconductor layer is made of an alloy containing gold (Au) and the side in contact with the transparent conductive film 207 is Au, the ohmic electrode 210 and the upper cladding layer 206 of the AlGaInPLED 20 are different from each other. The granular ohmic electrode 21 having excellent contact properties and excellent adhesion to the transparent conductive film 207
0 results. By making the granular ohmic electrode 210 excellent in adhesion to the transparent conductive film 207, the drive current supplied through the transparent conductive film 207 can be stably supplied to the ohmic electrode 210. For an ohmic electrode having a multilayer structure in which the lower layer is a gold alloy layer and the upper layer is a gold layer, for example, a gold alloy film is first deposited using a general vacuum deposition method, and then a gold film is deposited thereon. It can be formed by attaching it. From the viewpoint of obtaining an ohmic electrode having low contact resistance, it is desirable that the layer thickness of the gold alloy thin film is approximately 10 nm or more. A typical thickness is about 50 nm. It is desirable that the thickness of the gold thin film is also about 10 nm or more. Further, the total thickness of the gold alloy thin film and the gold thin film is preferably smaller than the thickness of the oxide layer included in the transparent conductive film 207.

【0025】本発明の請求項5の発明に係わる実施形態
では、発光部20aの一部を構成する(AlXGa1-X
0.5In0.5P上部クラッド層206がn形伝導層である
場合に好適な粒状のオーミック電極を与えるための電極
の構成として、上部クラッド層206と接合をなす側の
電極材料の金合金を、特に金・ゲルマニウム合金とす
る。n形の(AlXGa1-X0.5In0.5P層とのオーミ
ック接触性をなす金合金には、この他、金・錫(Au・
Sn)合金や金・インジウム(Au・In)合金が挙げ
られるが、Au・Ge合金が最も良好なオーミック接触
性を安定して与える。Au・Ge合金にあって、ゲルマ
ニウム(Ge)の重量含有率が高い程、オーミック接触
性が良好となり且つ凝縮し易くなり、簡便に粒状のオー
ミック電極210がもたらされる。
In the embodiment according to the fifth aspect of the present invention, a part of the light emitting section 20a is formed (Al x Ga 1 -x ).
When the 0.5 In 0.5 P upper cladding layer 206 is an n-type conductive layer, a preferable electrode configuration for providing a granular ohmic electrode is a gold alloy of an electrode material on the side joining with the upper cladding layer 206, particularly Gold-germanium alloy. Other gold alloys that have ohmic contact with the n-type (Al x Ga 1 -x ) 0.5 In 0.5 P layer include gold and tin (Au.
Sn) alloys and gold-indium (Au-In) alloys are listed, but Au-Ge alloys stably provide the best ohmic contact. In the Au.Ge alloy, the higher the germanium (Ge) weight content, the better the ohmic contact property and the easier it is to condense, so that the granular ohmic electrode 210 is easily provided.

【0026】本発明の請求項6の発明に係わる実施形態
では、発光部20aの一部を構成する(AlXGa1-X
0.5In0.5P上部クラッド層206がp形伝導層である
場合に、上部クラッド層206と接合をなす側の電極材
料の金合金を、金・亜鉛(Zn)合金あるいは金・ベリ
リウム(Au・Be)合金とする。Au・Zn合金ある
いはAu・Be合金を用いれば最も利便に粒状のオーミ
ック電極が形成できる。
In the embodiment according to the sixth aspect of the present invention, a part of the light emitting section 20a is formed (Al x Ga 1 -x ).
When the 0.5 In 0.5 P upper cladding layer 206 is a p-type conductive layer, the gold alloy of the electrode material on the side joining with the upper cladding layer 206 may be gold-zinc (Zn) alloy or gold-beryllium (Au-Be). ) Alloy. If an Au.Zn alloy or an Au.Be alloy is used, a granular ohmic electrode can be formed most conveniently.

【0027】また本発明では、半導体層表面と該表面に
散在させた粒状のオーミック電極210とを覆って、窓
層として導電性の酸化物層からなる透明導電膜207を
形成する。オーミック電極210を透明導電膜207で
覆って電気接触を形成することにより、台座電極208
より供給されるLED駆動電流を万遍なく粒状のオーミ
ック電極210に供給することができる。即ち、透明導
電膜207は一方で上記の如くIII−V族化合物半導
体層との間で通電を阻害する障壁を形成しつつ、他方で
その導電性によりオーミック電極210に動作電流を流
通する作用を有する。また、粒状のそれぞれのオーミッ
ク電極210の間の半導体層表面の部分に、LEDの発
光波長に対応する禁止帯幅より充分に大きな、具体的に
は緑色帯光をも透過できる2.5eV以上の禁止帯幅を
有する光学的に透明な酸化物層からなる透明導電膜を敷
設しておけば、遮蔽されることなく透明導電膜を透過さ
せて発光を外部に取り出せる。このため、高輝度のLE
Dを得るに好都合となる。オーミック電極210へのL
ED駆動電流の供給に適する導電性を有し、且つ室温で
禁止帯幅が2.5eVを越える発光の透過性に充分に優
れる金属酸化物には、酸化インジウム錫(ITO)、酸
化亜鉛(ZnO)、酸化マグネシウム(MgO)があ
る。特に、禁止帯幅が2.5eV以上であり、抵抗率を
7×10-4Ω・cm以下とすることができる低比抵抗の
ITOは、透明導電膜207の材料として好都合であ
る。
In the present invention, a transparent conductive film 207 made of a conductive oxide layer is formed as a window layer so as to cover the surface of the semiconductor layer and the granular ohmic electrodes 210 scattered on the surface. By forming the electrical contact by covering the ohmic electrode 210 with the transparent conductive film 207, the pedestal electrode 208 is formed.
The supplied LED driving current can be uniformly supplied to the granular ohmic electrode 210. In other words, the transparent conductive film 207 has a function of flowing an operating current to the ohmic electrode 210 due to its conductivity while forming a barrier that inhibits conduction with the group III-V compound semiconductor layer as described above. Have. In addition, a portion of the semiconductor layer surface between the granular ohmic electrodes 210 is sufficiently larger than the forbidden band width corresponding to the emission wavelength of the LED, specifically, 2.5 eV or more that can transmit green band light. By laying a transparent conductive film made of an optically transparent oxide layer having a band gap, light can be transmitted to the outside without being shielded and transmitted through the transparent conductive film. For this reason, high brightness LE
This is convenient for obtaining D. L to ohmic electrode 210
Metal oxides having conductivity suitable for supplying an ED driving current and having sufficiently excellent transmission of light emission having a band gap exceeding 2.5 eV at room temperature include indium tin oxide (ITO) and zinc oxide (ZnO). ) And magnesium oxide (MgO). In particular, ITO having a low specific resistance, which has a forbidden band width of 2.5 eV or more and a resistivity of 7 × 10 −4 Ω · cm or less, is favorable as a material of the transparent conductive film 207.

【0028】また、透明導電膜207の層厚は、LED
の発光波長に対して高い透過率を与えるように設定す
る。例えば、波長を約620nmとする赤橙色の発光に
対しては、層厚を約600nmとするITOから透明導
電膜207を構成すると90%を越える透過率を有する
窓層が構成できる。また、ITO層とZnO層とから透
明導電膜を構成するように二層以上の金属酸化物層から
も透明導電膜を構成できるが、二層以上の金属酸化物層
から透明導電膜207を構成する場合、発光の取り出し
方向に順次、屈折率をより小とする酸化物層を重層させ
る構成が最適である。例えば、ITO(屈折率≒2.
0)とZnO(屈折率≒2.2)との重層構造から透明
導電膜を構成する場合、発光の取り出し方向に対して下
層をZnOとし、上層をITOとするのが推奨される。
The thickness of the transparent conductive film 207 is
Is set so as to give a high transmittance for the emission wavelength of. For example, for red-orange light emission having a wavelength of about 620 nm, a window layer having a transmittance exceeding 90% can be formed by forming the transparent conductive film 207 from ITO having a layer thickness of about 600 nm. Further, a transparent conductive film can be formed from two or more metal oxide layers so that a transparent conductive film is formed from an ITO layer and a ZnO layer. However, the transparent conductive film 207 is formed from two or more metal oxide layers. In such a case, an optimum configuration is such that an oxide layer having a smaller refractive index is sequentially stacked in the direction of light emission. For example, ITO (refractive index ≒ 2.
In the case where a transparent conductive film is formed from a multilayer structure of (0) and ZnO (refractive index: ≒ 2.2), it is recommended that the lower layer be made of ZnO and the upper layer be made of ITO in the emission direction of light emission.

【0029】[0029]

【実施例】(実施例1)以下、本発明を実施例を基に詳
細に説明する。図4に本実施例1に係わるAlGaIn
PLED30の平面模式図を示す。また、図5は図4に
示すAlGaInPLED30の断面模式図である。
EXAMPLES (Example 1) Hereinafter, the present invention will be described in detail based on examples. FIG. 4 shows the AlGaIn according to the first embodiment.
1 shows a schematic plan view of a PLED 30. FIG. FIG. 5 is a schematic sectional view of the AlGaInPLED 30 shown in FIG.

【0030】LED30は、亜鉛(Zn)ドープでp形
の(001)面を有するGaAs単結晶基板301上
に、半導体層30bとして順次、Znドープp形GaA
s緩衝層302、何れもZnをドーピングしたp形Al
0.40Ga0.60As層とp形Al0. 95Ga0.05As層とを
交互に10層づつ積層した周期構造からなるブラッグ反
射(DBR)層303、Znドープp形(Al0.7Ga
0.30.5In0.5Pからなるp形下部クラッド層30
4、アンドープのn形(Al0.2Ga0.80.5In0.5
混晶からなる発光層305、及びシリコン(Si)ドー
プのn形(Al0.7Ga0 .30.5In0.5Pからなる上部
クラッド層306を積層した構造となっている。このL
ED30の発光部はそれぞれAlGaInPからなる下
部クラッド層304、発光層305、上部クラッド層3
06からなる。
The LED 30 is formed on a GaAs single crystal substrate 301 having a p-type (001) plane doped with zinc (Zn) as a semiconductor layer 30b in the order of Zn-doped p-type GaAs.
s buffer layer 302, both p-type Al doped with Zn
0.40 Ga 0.60 As layer Bragg reflector consisting of 10 layers at a time stacked periodic structure alternately and p-type Al 0. 95 Ga 0.05 As layer (DBR) layer 303, Zn-doped p-type (Al 0.7 Ga
0.3 ) p-type lower cladding layer 30 made of 0.5 In 0.5 P
4. Undoped n-type (Al 0.2 Ga 0.8 ) 0.5 In 0.5 P
And it has a light-emitting layer 305, and silicon (Si) doped n-type a (Al 0.7 Ga 0 .3) upper cladding layer 306 made of 0.5 an In 0.5 P stacked structure consisting of a mixed crystal. This L
The light emitting portions of the ED 30 are a lower cladding layer 304, a light emitting layer 305, and an upper cladding layer 3 made of AlGaInP, respectively.
06.

【0031】半導体層30bを構成する各層302〜3
06は、トリメチルアルミニウム((CH33Al)、
トリメチルガリウム((CH33Ga)及びトリメチル
インジウム((CH33In)をIII族元素の原料と
する減圧MOCVD法により形成した。p形不純物であ
る亜鉛(Zn)のドーピング原料にはジエチル亜鉛
((C252Zn)を利用した。n形不純物であるシ
リコン(Si)のドーピング原料にはジシラン(Si2
6)を使用した。またV族元素の原料としては、アル
シン(AsH3)あるいはホスフィン(PH3)を使用し
た。半導体層30bの各層302〜306の形成温度は
730℃に統一した。緩衝層302のキャリア濃度は約
5×1018cm-3と、また、層厚は約1μmとした。D
BR層303をなすp形Al0.40Ga0.60As層とp形
Al0.95Ga0.05As層の層厚は各々、約40nmとし
た。下部クラッド層304のキャリア濃度は約3×10
17cm-3と、また、層厚は約1μmとした。発光層30
5の層厚は約0.5μmとし、キャリア濃度は約5×1
16cm-3とした。上部クラッド層306のキャリア濃
度は約2×1018cm-3とし、また、層厚は約5μmと
した。
Each of layers 302 to 3 constituting semiconductor layer 30b
06 is trimethylaluminum ((CH 3 ) 3 Al),
It was formed by a reduced pressure MOCVD method using trimethyl gallium ((CH 3 ) 3 Ga) and trimethyl indium ((CH 3 ) 3 In) as a group III element material. Diethyl zinc ((C 2 H 5 ) 2 Zn) was used as a doping material for zinc (Zn) as a p-type impurity. Disilane (Si 2 ) is used as a doping material for silicon (Si) which is an n-type impurity.
H 6) was used. Arsine (AsH 3 ) or phosphine (PH 3 ) was used as a raw material of the group V element. The formation temperature of each of the layers 302 to 306 of the semiconductor layer 30b was unified to 730 ° C. The carrier concentration of the buffer layer 302 was about 5 × 10 18 cm −3, and the layer thickness was about 1 μm. D
The layer thicknesses of the p-type Al 0.40 Ga 0.60 As layer and the p-type Al 0.95 Ga 0.05 As layer forming the BR layer 303 were each about 40 nm. The carrier concentration of the lower cladding layer 304 is about 3 × 10
17 cm -3 and the layer thickness was about 1 μm. Light emitting layer 30
5 has a thickness of about 0.5 μm and a carrier concentration of about 5 × 1.
It was set to 0 16 cm -3 . The carrier concentration of the upper cladding layer 306 was about 2 × 10 18 cm −3, and the layer thickness was about 5 μm.

【0032】MOCVD法により、GaAs単結晶基板
301上に半導体層30bの各層302〜306を形成
した後、該ウェハの表面および裏面に電極を形成した。
まず、n形上部クラッド層306の表面の全面に、一般
的な真空蒸着法により膜厚を約50nmとする金・ゲル
マニウム合金(Au93重量%−Ge7重量%合金)か
らなる連続膜を一旦、被着させた。続けて、膜厚を約5
0nmとする金(Au)被膜をAu−Ge合金膜の表面
上に被着させた。次に、Au−Ge合金膜およびAu被
膜を上部クラッド層306の表面上に残置させたまま
で、水素(H 2)気流中に於いて、500℃で30分間
の合金化のための熱処理を施した。この結果、蒸着時に
連続性を呈していた上記のAu−Ge合金膜/Au被膜
はボールアップし、凝縮により粒状で且つオーミック接
触を有するオーミック電極307となった。通常の光学
顕微鏡で測長した粒状のオーミック電極307の直径
(粒径)の平均値は約8μmであり最大幅は20μm以
下であった。
GaAs single crystal substrate by MOCVD
Each layer 302 to 306 of the semiconductor layer 30b is formed on 301
After that, electrodes were formed on the front and back surfaces of the wafer.
First, the general surface of the n-type upper cladding layer 306 is
And gel with a thickness of about 50 nm by a typical vacuum evaporation method
Manium alloy (Au 93% by weight-Ge 7% by weight)
A continuous film was once deposited. Continue to reduce the film thickness to about 5
A gold (Au) film having a thickness of 0 nm is formed on the surface of an Au—Ge alloy film.
Deposited on top. Next, the Au—Ge alloy film and the Au coating
With the film left on the surface of the upper cladding layer 306
And hydrogen (H Two) In air stream at 500 ° C for 30 minutes
Was subjected to a heat treatment for alloying. As a result, during deposition
The above Au—Ge alloy film / Au coating exhibiting continuity
Ball-up, condensed into granular and ohmic contact
An ohmic electrode 307 having a touch was obtained. Normal optics
Diameter of granular ohmic electrode 307 measured by microscope
The average value of (particle size) is about 8 μm and the maximum width is 20 μm or less.
it was under.

【0033】次に、n形上部クラッド層306上に粒状
のオーミック電極307を残置させたままで、n形上部
クラッド層306およびオーミック電極307を覆っ
て、一般のマグネトロンスパッタリング法により透明導
電膜309とする酸化インジウム・錫(ITO)膜を3
00℃で被着させた。これより、粒状のオーミック電極
307を透明導電膜309で囲繞した。ITO層の比抵
抗は約4×10-4Ω・cmであり、層厚は約600nm
とした。一般的なX線回折分析法に依り、ITO膜は<
001>方向(C軸)に優先的に配向した多結晶膜であ
るのが示された。
Next, the n-type upper cladding layer 306 and the ohmic electrode 307 are covered with the granular ohmic electrode 307 remaining on the n-type upper cladding layer 306, and the transparent conductive film 309 is formed by a general magnetron sputtering method. Indium tin oxide (ITO) film
Deposited at 00 ° C. Thus, the granular ohmic electrode 307 was surrounded by the transparent conductive film 309. The specific resistance of the ITO layer is about 4 × 10 −4 Ω · cm, and the layer thickness is about 600 nm.
And According to the general X-ray diffraction analysis method, the ITO film
It was shown that the film was a polycrystalline film preferentially oriented in the <001> direction (C-axis).

【0034】次に、発光を透過するための透明導電膜3
09の表面に、一般的な有機フォトレジスト材料を塗布
した後、台座電極310を設けるべき領域を公知のフォ
トリソグラフィー技術を利用してパターニングした。然
る後、パターニングされたレジスト材料を残置させたま
まで、全面に金(Au)膜を真空蒸着法により被着させ
た。この金(Au)膜の厚さは約700nmとした。そ
の後、レジスト材料を剥離するに併せて、周知のリフト
−オフ(lift−off)手段に依り台座電極310
の形成予定領域に限定してAu膜を残留させた。これよ
り、直径を約110μmとするAu膜よりなる円形の台
座電極310を形成した。台座電極310の平面積は約
0.95×10-4cm2となった。
Next, the transparent conductive film 3 for transmitting light emission
After a general organic photoresist material was applied to the surface of the substrate 09, a region where the pedestal electrode 310 was to be provided was patterned using a known photolithography technique. Thereafter, a gold (Au) film was deposited on the entire surface by a vacuum deposition method while the patterned resist material was left. The thickness of the gold (Au) film was about 700 nm. Thereafter, as the resist material is removed, the pedestal electrode 310 is formed by well-known lift-off means.
The Au film was left only in the region where the film was to be formed. Thus, a circular pedestal electrode 310 made of an Au film having a diameter of about 110 μm was formed. The plane area of the pedestal electrode 310 was about 0.95 × 10 −4 cm 2 .

【0035】続いてp形GaAs単結晶基板301の裏
面に金・亜鉛(Au・Zn)合金からなるオーミック接
触を有するp形の第1の電極311を形成した後、通常
のスクライブ法によりウェハを裁断して個別に細分化
し、LED30となした。LED30は一辺を260μ
m、平面積を約6.8×10-4cm2とする正方形とし
たことにより、このLED30の開放発光領域308の
面積は5.9×10-4cm 2となった。また、LED3
0の開放発光領域308面上に散在する粒状オーミック
電極307の数量は436個であり、これより、粒状オ
ーミック電極307の面密度は約7.4×105個/c
2と計算された。また、開放発光領域308の表面積
に対して、平均粒径を約8μmとする粒状オーミック電
極307が占有する合計の平面積(2.2×10-4cm
2)が占める割合は約37%となった。
Subsequently, the back of the p-type GaAs single crystal substrate 301
Ohmic contact made of gold-zinc (Au-Zn) alloy on the surface
After forming the p-type first electrode 311 having a touch,
Wafers are cut into individual pieces by the scribe method
Then, LED 30 was formed. LED30 is 260μ on one side
m, flat area about 6.8 × 10-FourcmTwoAnd a square
As a result, the open light emitting area 308 of the LED 30
The area is 5.9 × 10-Fourcm TwoIt became. LED3
Granular ohmics scattered on the surface of the open emission region 308 of zero
The number of the electrodes 307 is 436, and the
Area density of the ohmic electrode 307 is about 7.4 × 10FivePcs / c
mTwoIt was calculated. Also, the surface area of the open light emitting area 308
In contrast, a granular ohmic electrode with an average particle size of about 8 μm
Total plane area occupied by pole 307 (2.2 × 10-Fourcm
Two) Accounted for about 37%.

【0036】LED30のp形の第1の電極311及び
台座電極310間に順方向に電流を通流したところ、開
放発光領域308を通して波長を約620nmとする赤
橙色光が出射された。また、分光器により測定された発
光スペクトルの半値幅は約20nmであり、単色性に優
れる発光が得られた。積分球を利用して視感度補正をし
た状態で簡易的に測定される20mAの電流を通流した
際のLED30の発光の強度は、約74ミリカンデラ
(mcd)であった。更に本実施例のLED30では、
オーミック電極を粒状に散在させて配置したことによる
動作電流の均等な分配の効果に依り、LED30の周縁
の領域に於いても発光が認められ、開放発光領域308
に於ける発光強度の分布は、均等となった。また、20
ミリアンペア(mA)の電流を通流した際のLED30
の順方向電圧(Vf:@20mA)は、分配して配置し
た粒状のオーミック電極307により発現された良好な
オーミック特性を反映して約2.1ボルト(V)となっ
た。
When a current was passed in the forward direction between the p-type first electrode 311 and the pedestal electrode 310 of the LED 30, red-orange light having a wavelength of about 620 nm was emitted through the open light-emitting region 308. The half width of the emission spectrum measured by the spectroscope was about 20 nm, and light emission having excellent monochromaticity was obtained. The intensity of light emission of the LED 30 when a current of 20 mA, which is simply measured in a state where the visibility was corrected using an integrating sphere, was about 74 millicandela (mcd). Further, in the LED 30 of the present embodiment,
Due to the effect of the uniform distribution of the operating current due to the scattered arrangement of the ohmic electrodes, light emission is also observed in the peripheral region of the LED 30 and the open light emitting region 308
The distribution of the light emission intensity in Example 2 was uniform. Also, 20
LED 30 when a current of milliamp (mA) flows
The forward voltage (V f : @ 20 mA) was about 2.1 volts (V), reflecting the good ohmic characteristics exhibited by the distributed ohmic electrodes 307.

【0037】(実施例2)本実施例2では、p形の半導
体層が発光の取り出し方向に配置されているLEDを作
製した。本実施例2に係わるLED50の断面模式図を
図6に示す。
Example 2 In Example 2, an LED in which a p-type semiconductor layer was arranged in the direction of extracting light was manufactured. FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of an LED 50 according to the second embodiment.

【0038】本実施例2のLED50は、シリコン(S
i)ドープでn形の(001)方向から2゜オフした面
を有するGaAs単結晶基板501上に、半導体層50
bとして順次、Siドープn形GaAs緩衝層502、
何れもSiをドーピングしたn形Al0.40Ga0.60As
層とn形Al0.95Ga0.05As層とを交互に10層づつ
積層した周期構造からなるブラッグ反射(DBR)層5
03、Siドープn形(Al0.7Ga0.30.5In0.5
からなる下部クラッド層504、アンドープのn形(A
0.2Ga0.80.5In0.5Pからなる発光層505、及
びマグネシウム(Mg)ドープp形(Al0.7Ga0.3
0.5In0.5Pからなる上部クラッド層506を積層した
構造となっている。このLED50の発光部はそれぞれ
AlGaInPからなる下部クラッド層504、発光層
505、上部クラッド層506からなる。
The LED 50 of the second embodiment is made of silicon (S
i) A semiconductor layer 50 is formed on a GaAs single crystal substrate 501 having a surface that is 2 ° off from the n-type (001) direction by doping.
b, the Si-doped n-type GaAs buffer layer 502
Both are n-type Al 0.40 Ga 0.60 As doped with Si.
Layer (DBR) layer 5 having a periodic structure in which 10 layers and n-type Al 0.95 Ga 0.05 As layers are alternately laminated in layers of 10 layers.
03, Si-doped n-type (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P
A lower cladding layer 504 of undoped n-type (A
a light-emitting layer 505 made of l 0.2 Ga 0.8 ) 0.5 In 0.5 P, and a magnesium (Mg) -doped p-type (Al 0.7 Ga 0.3 )
It has a structure in which an upper cladding layer 506 made of 0.5 In 0.5 P is laminated. The light emitting portion of the LED 50 includes a lower cladding layer 504, a light emitting layer 505, and an upper cladding layer 506 made of AlGaInP.

【0039】半導体層50bを構成する各層502〜5
06は、トリメチルアルミニウム((CH33Al)、
トリメチルガリウム((CH33Ga)及びトリメチル
インジウム((CH33In)をIII族構成元素の原
料とする減圧MOCVD法により成膜した。p形不純物
であるマグネシウム(Mg)のドーピング原料には、ビ
スシクロペンタジエニルマグネシウム(bis−(C5
52Mg)を利用した。n形不純物であるSiのドー
ピング原料には、ジシラン(Si26)を使用した。半
導体層50bの各層502〜506の形成温度は730
℃に統一した。緩衝層502のキャリア濃度は約3×1
18cm-3に、また、層厚は約0.5μmとした。DB
R層503をなすn形Al0.40Ga0.60As層とn形A
0.95Ga0.05As層の層厚は各々、約40nmとし
た。また、キャリア濃度は各々、約2×1018cm-3
した。下部クラッド層504のキャリア濃度は約3×1
18cm-3に、また、層厚は約400nmとした。発光
層505の層厚は約10nmとし、キャリア濃度は約1
×1017cm-3とした。上部クラッド層506のキャリ
ア濃度は約4×1017cm-3とし、また、層厚は約3μ
mとした。
Each layer 502-5 constituting the semiconductor layer 50b
06 is trimethylaluminum ((CH 3 ) 3 Al),
A film was formed by a reduced-pressure MOCVD method using trimethylgallium ((CH 3 ) 3 Ga) and trimethyl indium ((CH 3 ) 3 In) as a raw material of a group III constituent element. As a doping material of magnesium (Mg) which is a p-type impurity, biscyclopentadienyl magnesium (bis- (C 5
H 5) 2 Mg) was used. Disilane (Si 2 H 6 ) was used as a doping material for Si, which is an n-type impurity. The formation temperature of each of the layers 502 to 506 of the semiconductor layer 50b is 730
° C. The carrier concentration of the buffer layer 502 is about 3 × 1
0 18 cm -3 and a layer thickness of about 0.5 μm. DB
N-type Al 0.40 Ga 0.60 As layer forming R layer 503 and n-type A
The layer thickness of each l 0.95 Ga 0.05 As layer was about 40 nm. The carrier concentration was about 2 × 10 18 cm −3 . The carrier concentration of the lower cladding layer 504 is about 3 × 1
0 18 cm -3 and a layer thickness of about 400 nm. The thickness of the light emitting layer 505 is about 10 nm, and the carrier concentration is about 1 nm.
× 10 17 cm -3 . The carrier concentration of the upper cladding layer 506 is about 4 × 10 17 cm −3, and the thickness of the layer is about 3 μm.
m.

【0040】MOCVD法により、GaAs単結晶基板
501上に半導体層50bの各層502〜506を形成
した後、該ウェハの表面および裏面に電極を形成した。
まず、上部クラッド層506の表面の全面に、一般的な
真空蒸着法により膜厚を約40nmとする金・亜鉛(A
u・Zn)合金薄膜を被着させた。次に、p形上部クラ
ッド層506の表面上にAu・Zn合金薄膜を残置させ
たままで、水素(H2)気流中に於いて、480℃で2
5分間の合金化熱処理を施した。この結果、蒸着時に連
続性を呈していた上記のAu・Zn膜は、凝縮により粒
状で且つオーミック接触性を呈する粒状のオーミック電
極507となった。通常の光学顕微鏡で測長した粒状の
オーミック電極507の直径(粒径)の平均値は約10
μmとなり、最大幅は20μm以下であった。
After the layers 502 to 506 of the semiconductor layer 50b were formed on the GaAs single crystal substrate 501 by MOCVD, electrodes were formed on the front and back surfaces of the wafer.
First, gold / zinc (A) having a thickness of about 40 nm is formed on the entire surface of the upper cladding layer 506 by a general vacuum deposition method.
u · Zn) alloy thin film was deposited. Next, with the Au—Zn alloy thin film left on the surface of the p-type upper cladding layer 506, the film was heated at 480 ° C. for 2 hours in a stream of hydrogen (H 2 ).
An alloying heat treatment was performed for 5 minutes. As a result, the Au / Zn film, which exhibited continuity at the time of vapor deposition, became a granular ohmic electrode 507 exhibiting granular and ohmic contact properties by condensation. The average value of the diameter (particle size) of the granular ohmic electrode 507 measured by a normal optical microscope is about 10
μm, and the maximum width was 20 μm or less.

【0041】次に、p形上部クラッド層506上に粒状
のオーミック電極507を残置させたままで、一般のマ
グネトロンスパッタリング法によりp形上部クラッド層
506と粒状オーミック電極507とを覆って、透明導
電膜509として酸化インジウム・錫(ITO)膜を2
50℃で被着させた。このITO膜の比抵抗は約3×1
-4Ω・cmであり、層厚は約590nmとした。一般
的なX線回折分析法に依り、ITO膜は<001>方向
(C軸)に優先的に配向した多結晶膜であるのが示され
た。
Next, with the granular ohmic electrode 507 remaining on the p-type upper cladding layer 506, the p-type upper cladding layer 506 and the granular ohmic electrode 507 are covered by a general magnetron sputtering method to form a transparent conductive film. As 509, an indium tin oxide (ITO) film is used.
Deposited at 50 ° C. The specific resistance of this ITO film is about 3 × 1
0 −4 Ω · cm, and the layer thickness was about 590 nm. According to a general X-ray diffraction analysis method, it was shown that the ITO film was a polycrystalline film preferentially oriented in the <001> direction (C axis).

【0042】次に、透明導電膜509の全面に、一般的
な有機フォトレジスト材料を塗布した後、台座電極51
0を設けるべき領域を公知のフォトリソグラフィー技術
を利用してパターニングした。然る後、パターニングさ
れたレジスト材料を残置させたままで、全面にアルミニ
ウム(Al)膜を電子ビーム真空蒸着法により被着させ
た。Al膜の厚さは約800nmとした。その後、レジ
スト材料を剥離するに併せて、周知のリフト−オフ(l
ift−off)手段に依り台座電極510の形成予定
領域に限定してAl膜を残留させた。これより、直径を
約120μm、平面積を1.1×10-4cm2とするA
l膜より成る円形の台座電極510を形成した。
Next, a general organic photoresist material is applied to the entire surface of the transparent conductive film 509, and then the pedestal electrode 51 is applied.
A region where 0 was to be provided was patterned using a known photolithography technique. Thereafter, an aluminum (Al) film was deposited on the entire surface by an electron beam vacuum evaporation method while leaving the patterned resist material. The thickness of the Al film was about 800 nm. Thereafter, as the resist material is removed, a well-known lift-off (l
If-off) means, the Al film was left only in the area where the pedestal electrode 510 was to be formed. Thus, A having a diameter of about 120 μm and a plane area of 1.1 × 10 −4 cm 2 is used.
A circular pedestal electrode 510 made of an l film was formed.

【0043】続いてn形GaAs単結晶基板501の裏
面に金・ゲルマニウム(Au・Ge)合金からなるオー
ミック接触を有する第1の電極511を形成した後、通
常のスクライブ法によりウェハを裁断して個別に細分化
し、LED50となした。LED50は一辺を260μ
m、平面積を6.8×10-4cm2とする正方形とした
ことより、開放発光領域508の面積は5.7×10-4
cm2となった。また、開放発光領域508面上に散在
する粒状オーミック電極507の数量は220個であ
り、粒状オーミック電極507の合計の平面積は約1.
7×10-4cm2となった。従って、開放発光領域50
8の表面積に対して、粒状オーミック電極507の合計
の平面積(=1.7×10-4cm2)が占める割合、所
謂、被覆率は約30%となった。
Subsequently, after forming a first electrode 511 having an ohmic contact made of a gold-germanium (Au.Ge) alloy on the back surface of the n-type GaAs single crystal substrate 501, the wafer is cut by a normal scribing method. It was subdivided individually to make LED50. LED50 is 260μ on one side
m, and the area of the open light-emitting region 508 is 5.7 × 10 −4 , because the square area is 6.8 × 10 −4 cm 2.
cm 2 . Further, the number of the granular ohmic electrodes 507 scattered on the surface of the open light emitting region 508 is 220, and the total plane area of the granular ohmic electrodes 507 is about 1.
It was 7 × 10 −4 cm 2 . Therefore, the open light emitting area 50
The ratio occupied by the total plane area (= 1.7 × 10 −4 cm 2 ) of the granular ohmic electrode 507 with respect to the surface area of No. 8, ie, the so-called coverage was about 30%.

【0044】LED50のn形の第1の電極511及び
台座電極519間に順方向に電流を通流したところ、開
放発光領域508を通して波長を約620nmとする赤
橙色光が出射された。また、分光器により測定された発
光スペクトルの半値幅は約20nmであり、単色性に優
れる発光が得られた。また、散在させてオーミック電極
507を配置した効果に依り、LED50の周縁の領域
に於いても発光が認められ、積分球を利用して視感度補
正を施した状態で簡易的に測定される20mAの電流を
通流した際のLEDの発光の強度は約55ミリカンデラ
(mcd)であった。本実施例のLED50は、開放発
光領域508での粒状オーミック電極507に依る動作
電流の均等な配分の効果により均等な強度の発光がもた
らすLEDであることが示された。また20ミリアンペ
ア(mA)の電流を通流した際のLED50の順方向電
圧(Vf:@20mA)は、散在させて配置した粒状の
オーミック電極507の良好なオーミック特性を反映し
て約2.1ボルト(V)となった。
When a current was passed in the forward direction between the n-type first electrode 511 and the pedestal electrode 519 of the LED 50, red-orange light having a wavelength of about 620 nm was emitted through the open light emitting region 508. The half width of the emission spectrum measured by the spectroscope was about 20 nm, and light emission having excellent monochromaticity was obtained. Also, due to the effect of arranging the ohmic electrodes 507 in a dispersed manner, light emission is also recognized in the peripheral area of the LED 50, and is simply measured in a state where visibility is corrected using an integrating sphere. The light emission intensity of the LED when the current was passed was about 55 millicandela (mcd). It has been shown that the LED 50 of this embodiment is an LED that emits light with uniform intensity by the effect of the uniform distribution of the operating current by the granular ohmic electrode 507 in the open light emitting region 508. The forward voltage (V f : 20 mA) of the LED 50 when a current of 20 mA (mA) is passed reflects the good ohmic characteristics of the dispersed ohmic electrodes 507 of about 2. 1 volt (V).

【0045】[0045]

【発明の効果】本発明では、台座電極から供給されるL
ED駆動電流を、導電性の酸化物層からなる透明導電膜
を介して、半導体層上に散在させた粒状の各オーミック
電極より発光部に流通できる電極の構成とし、かつオー
ミック電極を半導体層表面に万遍なく配置した平面形状
において最大幅を20μm以下とする粒状の電極から構
成したので、LED駆動電流を開放発光領域に均等に拡
散でき、発光強度の均一性に優れ且つ高輝度のAlGa
InPLEDが得られる。
According to the present invention, L supplied from the pedestal electrode
An ED drive current can be passed through the transparent conductive film made of a conductive oxide layer to the light emitting portion from each of the granular ohmic electrodes scattered on the semiconductor layer, and the ohmic electrode is formed on the surface of the semiconductor layer. Since it is made up of granular electrodes having a maximum width of 20 μm or less in a planar shape arranged evenly, the LED driving current can be evenly diffused in the open light emitting region, and the uniformity of the light emitting intensity and the high brightness of AlGa
An InPLED is obtained.

【0046】また本発明では、粒状のオーミック電極
を、オーミック合金化のための熱処理の際の電極金属材
料の凝縮(ボールアップ)を利用して作製できるので、
所望のオーミック電極を再現性よく効率的に作製でき
る。
According to the present invention, a granular ohmic electrode can be produced by utilizing the condensation (ball-up) of an electrode metal material during heat treatment for ohmic alloying.
A desired ohmic electrode can be efficiently produced with good reproducibility.

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

【図1】従来のAlGaInPLEDの構造を示す断面
図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a structure of a conventional AlGaInPLED.

【図2】本発明に係わるAlGaInPLEDの平面模
式図である。
FIG. 2 is a schematic plan view of an AlGaInPLED according to the present invention.

【図3】図2に示すAlGaInPLEDの断面模式図
である。
FIG. 3 is a schematic sectional view of the AlGaInPLED shown in FIG.

【図4】本発明の実施例1に係わるAlGaInPLE
Dの平面模式図である。
FIG. 4 shows an AlGaInPLE according to the first embodiment of the present invention.
It is a plane schematic diagram of D.

【図5】図4に示すAlGaInPLEDの断面模式図
である。
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of the AlGaInPLED shown in FIG.

【図6】本発明の実施例2に係わるAlGaInPLE
Dの平面模式図である。
FIG. 6 shows an AlGaInPLE according to a second embodiment of the present invention.
It is a plane schematic diagram of D.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 AlGaInPLED 10a 発光部 10b III−V族化合物半導体層 101 GaAs単結晶基板 102 緩衝層 103 ブラッグ反射層 104 下部クラッド層 105 発光層 106 上部クラッド層 107 窓層 108 台座電極 109 第1の電極 110 金属膜 20 AlGaInPLED 20a 発光部 20b 半導体層 201 GaAs単結晶基板 202 緩衝層 203 ブラッグ反射層 204 下部クラッド層 205 発光層 206 上部クラッド層 207 透明導電膜 208 台座電極 209 第1の電極 210 オーミック電極 211 開放発光領域 30、50 AlGaInPLED 30b、50b 半導体層 301、501 GaAs単結晶基板 302、502 緩衝層 303、503 ブラッグ反射層 304、504 下部クラッド層 305、505 発光層 306、506 上部クラッド層 307、507 オーミック電極 308、508 開放発光領域 309、509 透明導電膜 310、510 台座電極 311、511 第1の電極 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 AlGaInPLED 10a Light emission part 10b III-V group compound semiconductor layer 101 GaAs single crystal substrate 102 Buffer layer 103 Bragg reflection layer 104 Lower cladding layer 105 Light emission layer 106 Upper cladding layer 107 Window layer 108 Pedestal electrode 109 First electrode 110 Metal film Reference Signs List 20 AlGaInPLED 20a Light emitting portion 20b Semiconductor layer 201 GaAs single crystal substrate 202 Buffer layer 203 Bragg reflective layer 204 Lower clad layer 205 Light emitting layer 206 Upper clad layer 207 Transparent conductive film 208 Pedestal electrode 209 First electrode 210 Ohmic electrode 211 Open light emitting region 30, 50 AlGaInPLED 30b, 50b Semiconductor layer 301, 501 GaAs single crystal substrate 302, 502 Buffer layer 303, 503 Bragg reflection layer 304, 504 Head layer 305,505 emitting layer 306,506 upper clad layer 307,507 ohmic electrodes 308,508 open-emitting region 309,509 transparent conductive film 310, 510 pad electrode 311, 511 first electrode

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宇田川 隆 埼玉県秩父市大字下影森1505番地 昭和電 工株式会社総合研究所秩父研究室内 Fターム(参考) 5F041 AA04 AA05 CA34 CA65 CA82 CA91  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Takashi Udagawa 1505 Shimokagemori, Chichibu-shi, Saitama F-term (reference) 5F041 AA04 AA05 CA34 CA65 CA82 CA91

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】裏面に第1の電極が形成された半導体基板
と、該半導体基板上に形成されたAlGaInPよりな
る発光部を含む半導体層と、該半導体層の表面の一部に
形成された該半導体層とオーミック接触をなす複数のオ
ーミック電極と、該半導体層とオーミック電極とを覆っ
て形成された該オーミック電極と導通する透明導電膜
と、該透明導電膜の表面の一部に形成された該透明導電
膜と導通する台座電極とを有するAlGaInP発光ダ
イオードにおいて、前記複数のオーミック電極がすべ
て、平面形状において最大幅を20μm以下とする粒状
の電極からなることを特徴とするAlGaInP発光ダ
イオード。
1. A semiconductor substrate having a first electrode formed on a back surface, a semiconductor layer including a light emitting portion made of AlGaInP formed on the semiconductor substrate, and a semiconductor layer formed on a part of the surface of the semiconductor layer. A plurality of ohmic electrodes forming an ohmic contact with the semiconductor layer; a transparent conductive film formed to cover the semiconductor layer and the ohmic electrode and electrically connected to the ohmic electrode; and a part formed on a part of the surface of the transparent conductive film. An AlGaInP light-emitting diode having the transparent conductive film and a pedestal electrode which conducts, wherein all of the plurality of ohmic electrodes are formed of granular electrodes having a maximum width of 20 μm or less in a planar shape.
【請求項2】前記オーミック電極を、半導体層の表面の
平面的に見て台座電極と重ならない部分(開放発光領
域)に散在させて配置したことを特徴とする請求項1に
記載のAlGaInP発光ダイオード。
2. The AlGaInP light emission according to claim 1, wherein said ohmic electrodes are scattered and arranged in a portion (open light emission region) which does not overlap with the pedestal electrode when viewed in plan of the surface of the semiconductor layer. diode.
【請求項3】開放発光領域にある前記オーミック電極の
表面積の合計が、開放発光領域の表面積に占める割合
(表面被覆率)が、3〜70%であることを特徴とする
請求項1または2に記載のAlGaInP発光ダイオー
ド。
3. A method according to claim 1, wherein the ratio of the total surface area of the ohmic electrodes in the open light emitting region to the surface area of the open light emitting region (surface coverage) is 3 to 70%. 2. The AlGaInP light-emitting diode according to item 1.
【請求項4】前記オーミック電極が、半導体層と接する
側を金(Au)を含む合金とし、透明導電膜と接する側
をAuとする多層構造からなることを特徴とする請求項
1乃至3に記載のAlGaInP発光ダイオード。
4. The ohmic electrode according to claim 1, wherein said ohmic electrode has a multilayer structure in which the side in contact with the semiconductor layer is made of an alloy containing gold (Au) and the side in contact with the transparent conductive film is Au. An AlGaInP light emitting diode as described.
【請求項5】前記オーミック電極と接する半導体層がn
形のAlGaInPからなり、該オーミック電極の半導
体層と接する側がAuとゲルマニウム(Ge)の合金か
らなることを特徴とする請求項4に記載のAlGaIn
P発光ダイオード。
5. The semiconductor device according to claim 1, wherein said semiconductor layer is in contact with said ohmic electrode.
The AlGaInP according to claim 4, wherein the ohmic electrode is made of an alloy of Au and germanium (Ge) on the side in contact with the semiconductor layer.
P light emitting diode.
【請求項6】前記オーミック電極と接する半導体層がp
形のAlGaInPからなり、該オーミック電極の半導
体層と接する側がAuと亜鉛(Zn)を含む合金または
Auとベリリウム(Be)を含む合金からなることを特
徴とする請求項4に記載のAlGaInP発光ダイオー
ド。
6. The semiconductor layer in contact with the ohmic electrode is p-type.
5. The AlGaInP light-emitting diode according to claim 4, wherein the ohmic electrode is made of an alloy containing Au and zinc (Zn) or an alloy containing Au and beryllium (Be). .
【請求項7】前記透明導電膜が、酸化インジウム錫(I
TO)からなることを特徴とする請求項1乃至6記載の
AlGaInP発光ダイオード。
7. The transparent conductive film is made of indium tin oxide (I
7. An AlGaInP light-emitting diode according to claim 1, comprising TO).
【請求項8】前記透明導電膜が、抵抗率を7×10-4Ω
cm以下とし、禁止帯幅を2.5eV以上とする金属酸
化物からなることを特徴とする請求項1乃至7に記載の
AlGaInP発光ダイオード。
8. The transparent conductive film has a resistivity of 7 × 10 −4 Ω.
The AlGaInP light-emitting diode according to claim 1, wherein the AlGaInP light-emitting diode is made of a metal oxide having a band gap of 2.5 cm or less and a band gap of 2.5 eV or more.
【請求項9】上記請求項1〜8に記載のAlGaInP
発光ダイオードの製造方法において、前記半導体層表面
に金属薄膜を被着し、該金属薄膜を熱処理により凝縮さ
せて、複数の粒状のオーミック電極を形成することを特
徴とするAlGaInP発光ダイオードの製造方法。
9. The AlGaInP according to claim 1, wherein
A method for manufacturing a light-emitting diode, comprising: depositing a metal thin film on the surface of the semiconductor layer; and condensing the metal thin film by heat treatment to form a plurality of granular ohmic electrodes.
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