JP2005235797A - Semiconductor light-emitting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、金属酸化物窓層を備えた高輝度、高信頼性及び低価格の半導体発光素子の構造に関するものである。 The present invention relates to a structure of a semiconductor light emitting device having a high brightness, high reliability, and low cost provided with a metal oxide window layer.
従来、LED(Light Emitting Diode:発光ダイオード)は、GaPの緑色、AlGaAsの赤色がほとんどであった。しかし、最近GaN系やAlGaInP系の結晶層をMOVPE法で成長できるようになったことから、橙色、黄色、緑色、青色の高輝度LEDが製作できるようになってきた。 Conventionally, LEDs (Light Emitting Diodes) are mostly GaP green and AlGaAs red. However, since it has recently become possible to grow GaN-based and AlGaInP-based crystal layers by the MOVPE method, it has become possible to manufacture orange, yellow, green, and blue high-intensity LEDs.
MOVPE(Metal Organic Vapor Phase Epitaxy:有機金属気相成長)法で形成したエピタキシャルウェハにより、これまでにできなかった短波長の発光や、高輝度が得られるLEDの製作が可能となった。しかし、高輝度を得るためには、電流分散を良くするために窓層(電流分散層)の膜厚を厚くする必要があり、このためLED用エピタキシャルウェハの製造コストが高くなり、半導体発光素子を安価に製作することが難しかった。 An epitaxial wafer formed by the MOVPE (Metal Organic Vapor Phase Epitaxy) method has made it possible to produce an LED capable of emitting light having a short wavelength and high brightness, which has not been possible before. However, in order to obtain high luminance, it is necessary to increase the film thickness of the window layer (current distribution layer) in order to improve current distribution, which increases the manufacturing cost of the epitaxial wafer for LED, and the semiconductor light emitting device. It was difficult to make the
コストを下げるためには、窓層の膜厚を薄くし、且つ電流分散を良くすれば良い。つまり、窓層自体の抵抗率をさらに低くすれば良い。抵抗の低いエピタキシャル層を得るためには、移動度を大幅に変える。または、キャリア濃度を高くする方法がある。 In order to reduce the cost, it is only necessary to reduce the thickness of the window layer and improve the current dispersion. That is, the resistivity of the window layer itself may be further reduced. In order to obtain an epitaxial layer with low resistance, the mobility is greatly changed. Alternatively, there is a method of increasing the carrier concentration.
そこで、これらの問題を解決する方法として、窓層としてできるだけ抵抗の低い値が得られる材料を用いる手法が常套となっている。 Therefore, as a method for solving these problems, a technique using a material that can obtain a resistance value as low as possible for the window layer has become common.
例えばAlGaInP4元系LEDの場合には、窓層としてGaPやAlGaAsが用いられる。しかしこれらの抵抗率の低い材料を用いても、p型で高キャリア濃度のエピタキシャル層を成長させることが難しいため、やはり電流分散効果を良くするためには、窓層の膜厚を8μm以上まで厚くする必要がある。 For example, in the case of an AlGaInP quaternary LED, GaP or AlGaAs is used as the window layer. However, even if these low-resistivity materials are used, it is difficult to grow a p-type and high carrier concentration epitaxial layer. Therefore, in order to improve the current dispersion effect, the thickness of the window layer is increased to 8 μm or more. It needs to be thick.
また他の半導体でそのような特性を有するものがあれば、それで代用することができる。しかし、その様な特性を満足する半導体は見当たらない。 If there are other semiconductors having such characteristics, they can be substituted. However, there are no semiconductors that satisfy such characteristics.
また例えばGaN系LEDの場合は、その他の方法として金属薄膜を透光性導電膜として用いている。しかし、金属薄膜は光を通すためには非常に薄くする必要があり、また十分な電流分散を得ようとすれば、厚くする必要がある。このため良好な電流分散特性を得ようとすれば、透過率が悪くなってしまう。つまり電流分散と光の透過率は、トレードオフの関係である。更に金属薄膜は、一般的に真空蒸着法で形成され、その真空排気時間が長いことも問題である。 For example, in the case of a GaN-based LED, as another method, a metal thin film is used as the translucent conductive film. However, it is necessary to make the metal thin film very thin in order to transmit light, and it is necessary to make it thick to obtain sufficient current dispersion. For this reason, if it is going to obtain a favorable current dispersion characteristic, the transmittance | permeability will worsen. That is, the current dispersion and the light transmittance are in a trade-off relationship. Furthermore, the metal thin film is generally formed by a vacuum deposition method, and the evacuation time is long.
ここで、十分な透光性を有し、且つ電流分散を得られる電気特性を有する膜として、金属酸化物導電膜であるITO(Indium Tin Oxide)膜が注目される。このITO膜を電流分散膜として用いることができれば、これまで電流分散膜用として半導体層を厚くしていたが、そのエピタキシャル層が要らなくなるため、安価に高輝度のLEDを生産できるようになる。 Here, an ITO (Indium Tin Oxide) film, which is a metal oxide conductive film, attracts attention as a film having sufficient translucency and electrical characteristics that can obtain current dispersion. If this ITO film can be used as a current dispersion film, the semiconductor layer has been thickened for the current dispersion film so far, but the epitaxial layer is no longer required, so that a high-brightness LED can be produced inexpensively.
このLEDの製造においては、通常、窓層としてのITO膜(透明導電膜)の上に金属電極が形成されるが、エピタキシャルウェハ最上層の半導体層と金属酸化物である透明導電膜の間に接触抵抗が発生してしまい、順方向動作電圧が高くなるという問題がある。 In the manufacture of this LED, a metal electrode is usually formed on an ITO film (transparent conductive film) as a window layer, but between the uppermost semiconductor layer of the epitaxial wafer and the transparent conductive film that is a metal oxide. There is a problem that contact resistance is generated and the forward operation voltage becomes high.
また一方で、半導体コンタクト層のキャリア濃度を極めて高くすることで、トンネル電流によりLEDを駆動させるという方法も開示されている(例えば、非特許文献1参照)。 On the other hand, a method is also disclosed in which the LED is driven by a tunnel current by increasing the carrier concentration of the semiconductor contact layer (see, for example, Non-Patent Document 1).
さらにまた、半導体コンタクト層としてGaAs層を用い、添加物としてZn及びCを用い、半導体層と金属酸化物の透明導電膜の間の接触抵抗を低減し、順方向動作電圧を低くするという方法や、該方法で、GaAsコンタクト層とクラッド層のバンド不連続を緩和するために、GaAsコンタクト層とクラッド層の間に中間バンドギャップ層を入れるという方法が開示されている(例えば、特許文献1参照)。この特許文献1には、最上の半導体層としてCを添加物としたGaAs層を用い、C添加物の原料として四臭化炭素(CBr4)を用いて、高輝度、低動作電圧、高信頼性のLEDを作製するという方法が記載されている。
しかしながら、半導体コンタクト層としてGaAsを用い、添加物としてZnを用いると、半導体発光素子の寿命が短く急速に劣化してしまう。つまり、信頼性が悪くなってしまうという問題があった。 However, when GaAs is used as the semiconductor contact layer and Zn is used as the additive, the lifetime of the semiconductor light emitting device is short and rapidly deteriorates. In other words, there is a problem that the reliability deteriorates.
また一方、半導体コンタクト層としてGaAsを用い、C添加物の原料として四臭化炭素(CBr4)を用いて添加物としてCを用いる方法では、高輝度、低動作電圧、高信頼性の半導体発光素子を製作することに成功している。しかしC添加物の原料に四臭化炭素(CBr4)を用いると、1回目の成長では充分な特性を達成できるが、2回目以降は、極めて発光出力が低くなってしまうという問題があった。つまり、再現性に問題があった。 On the other hand, in the method using GaAs as the semiconductor contact layer, carbon tetrabromide (CBr 4 ) as the source of the C additive, and C as the additive, the semiconductor light emission with high luminance, low operating voltage, and high reliability is achieved. The device has been successfully manufactured. However, when carbon tetrabromide (CBr 4 ) is used as a raw material for the C additive, sufficient characteristics can be achieved in the first growth, but the light emission output becomes extremely low after the second growth. . That is, there was a problem in reproducibility.
また添加物としてCを用いた場合には、Znを用いる時よりも、順方向動作電圧が若干高くなる。このため特許文献1のようにGaAsコンタクト層とクラッド層の間に中間バンドギャップ層を設けなければならず、該中間バンドギャップ層の分だけ、高コストになる。更にGaAsコンタクト層を用いると、チップ切断加工時に、金属酸化物の透明導電膜の剥がれや逆方向電圧等の不良が頻発するという問題があり、歩留りが悪かった。
In addition, when C is used as an additive, the forward operation voltage is slightly higher than when Zn is used. For this reason, an intermediate band gap layer must be provided between the GaAs contact layer and the cladding layer as in
従って、本発明の目的は、金属酸化物窓層(透明導電膜)を備えた構造の半導体発光素子において、寿命が短く急速に劣化してしまうことを防止し、つまり高信頼性であり、且つ中間バンドギャップ層を設けなくても順方向動作電圧が低く、再現性良く製造することができる構造とし、これにより高輝度、高信頼性で、且つ低価格であり、再現性も良好な半導体発光素子を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to prevent a semiconductor light emitting device having a structure having a metal oxide window layer (transparent conductive film) from having a short life and rapidly degrading, that is, having high reliability, and Semiconductor light emission that has a low forward operating voltage and can be manufactured with good reproducibility without providing an intermediate bandgap layer, thereby achieving high brightness, high reliability, low cost, and good reproducibility It is to provide an element.
上記目的を達成するため、本発明は、次のように構成したものである。 In order to achieve the above object, the present invention is configured as follows.
請求項1の発明に係る半導体発光素子は、第一導電型の半導体基板と、第一導電型クラッド層と第二導電型クラッド層との間に活性層が設けられた発光部と、前記発光部上に形成された第二導電型コンタクト層と、前記第二導電型コンタクト層上に積層された金属酸化物窓層と、前記金属酸化物窓層の表面側の一部に形成された第一電極と、前記基板の裏面の全面又は部分的に形成された第二電極とを備えた半導体発光素子において、前記第二導電型クラッド層及び第二導電型コンタクト層を第二導電型とする添加物にMgを用い、前記第二導電型コンタクト層の材料としてGaXIn1-XP(0≦X≦0.72)を用いたことを特徴とする。
The semiconductor light emitting device according to
請求項2の発明は、請求項1記載の半導体発光素子において、前記第二導電型クラッド層と前記第二導電型GaXIn1-XP(0≦X≦0.72)コンタクト層との間に、電流分散層が設けてあることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the semiconductor light-emitting device according to the first aspect, the second conductive type cladding layer and the second conductive type Ga x In 1-X P (0 ≦ X ≦ 0.72) contact layer A current dispersion layer is provided between them.
請求項3の発明は、請求項1記載の半導体発光素子において、前記第二導電型クラッド層と前記第二導電型GaXIn1-XP(0≦X≦0.72)コンタクト層の間に電流分散層が設けてあり、且つ電流分散層の一部にアンドープ層が設けてあることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, there is provided the semiconductor light emitting device according to the first aspect, wherein the second conductive type cladding layer and the second conductive type Ga x In 1-X P (0 ≦ X ≦ 0.72) contact layer are provided. And a current spreading layer is provided, and an undoped layer is provided in a part of the current spreading layer.
請求項4の発明は、請求項1記載の半導体発光素子において、前記第二導電型クラッド層と前記第二導電型GaXIn1-XP(0≦X≦0.72)コンタクト層の間に電流分散層が設けてあり、且つ電流分散層の一部にアンドープ層が設けてあり、且つ前記第二導電型クラッド層と前記活性層との間にアンドープ層が設けてあることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the semiconductor light-emitting device according to the first aspect, wherein the second conductive type cladding layer and the second conductive type Ga x In 1-X P (0 ≦ X ≦ 0.72) contact layer are provided. A current spreading layer is provided, an undoped layer is provided in a part of the current spreading layer, and an undoped layer is provided between the second conductivity type cladding layer and the active layer. To do.
請求項5の発明は、請求項2〜4記載の半導体発光素子において、電流分散層の材料が、GaP若しくはAlXGa1-XAs(0.8≦X)、(AlXGa1-X)YIn1-YP(0≦X≦1、0≦Y≦1)であることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the semiconductor light emitting device according to the second to fourth aspects, the material of the current dispersion layer is GaP or Al x Ga 1 -x As (0.8 ≦ X), (Al x Ga 1 -x). ) Y In 1-Y P (0 ≦ X ≦ 1, 0 ≦ Y ≦ 1).
請求項6の発明は、請求項3又は4記載の半導体発光素子において、電流分散層の一部のアンドープ層の材料が、GaP若しくはAlXGa1-XAs(0.8≦X)、(AlXGa1-X)YIn1-YP(0≦X≦1、0≦Y≦1)であることを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, in the semiconductor light emitting device according to the third or fourth aspect, the material of a part of the undoped layer of the current spreading layer is GaP or Al x Ga 1 -x As (0.8 ≦ X), ( characterized in that it is a al X Ga 1-X) Y in 1-Y P (0 ≦ X ≦ 1,0 ≦ Y ≦ 1).
請求項7の発明は、請求項4記載の半導体発光素子において、第二導電型クラッド層と活性層との間のアンドープ層の材料が、(AlXGa1-X)YIn1-YP(0≦X≦1、0≦Y≦1)であることを特徴とする。
According to a seventh aspect of the invention, in the semiconductor light emitting device according to
請求項8の発明は、請求項1〜7のいずれかに記載の半導体発光素子において、前記第二導電型GaXIn1-XP(0≦X≦0.72)コンタクト層のキャリア濃度が1×1019cm-3以上であることを特徴とする。 According to an eighth aspect of the present invention, in the semiconductor light emitting device according to any one of the first to seventh aspects, the carrier concentration of the second conductivity type Ga x In 1-X P (0 ≦ X ≦ 0.72) contact layer is It is characterized by being 1 × 10 19 cm −3 or more.
請求項9の発明は、請求項1〜8のいずれかに記載の半導体発光素子において、前記金属酸化物窓層が酸化インジウム錫からなり、該金属酸化物窓層を形成する方法が真空蒸着法であることを特徴とする。
The invention of
請求項10の発明は、請求項1〜9のいずれかに記載の半導体発光素子において、前記第二導電型GaXIn1-XP(0≦X≦0.72)コンタクト層の膜厚が200nm以下であることを特徴とする。 A tenth aspect of the present invention is the semiconductor light-emitting device according to any one of the first to ninth aspects, wherein the second conductivity type Ga x In 1-X P (0 ≦ X ≦ 0.72) contact layer has a film thickness. It is characterized by being 200 nm or less.
請求項11の発明は、請求項1〜10のいずれかに記載の半導体発光素子において、第一導電型クラッド層、アンドープ若しくは第二導電型の活性層、第二導電型クラッド層を形成する主たる材料が(AlXGa1-X)YIn1-YP(0≦X≦1、0≦Y≦1)であることを特徴とする。 According to an eleventh aspect of the present invention, in the semiconductor light emitting device according to any one of the first to tenth aspects, a first conductivity type cladding layer, an undoped or second conductivity type active layer, and a second conductivity type cladding layer are mainly formed. wherein the material is the (Al X Ga 1-X) Y in 1-Y P (0 ≦ X ≦ 1,0 ≦ Y ≦ 1).
請求項12の発明は、請求項1〜11のいずれかに記載の半導体発光素子において、前記金属酸化物窓層の比抵抗が1×10-5Ωm以下であることを特徴とする。 According to a twelfth aspect of the present invention, in the semiconductor light emitting device according to any one of the first to eleventh aspects, a specific resistance of the metal oxide window layer is 1 × 10 −5 Ωm or less.
請求項13の発明は、請求項1〜12の半導体発光素子において、前記金属酸化物窓層の膜厚が、50nm以上であることを特徴とする。 A thirteenth aspect of the present invention is the semiconductor light emitting device according to the first to twelfth aspects, wherein the metal oxide window layer has a thickness of 50 nm or more.
<発明の要点>
上記目的を達するために、本発明者等は上記課題を解決するべく鋭意努力し研究を行った結果、本発明に到達した。
<Key points of the invention>
In order to achieve the above-mentioned object, the present inventors have intensively studied to solve the above-mentioned problems, and as a result, have reached the present invention.
即ち本発明の要点は、半導体発光素子の第二導電型の添加物を、拡散しやすい従来の第二導電型添加物であるZnや成長炉内に残存しやすい従来の第二導電型添加物であるCから、拡散しにくく、且つ次の成長への影響を少なく(残存しにくい)できるMgを第二導電型添加物としたことにより、活性層中への第二導電型添加物の拡散が押さえ込め、且つ該第二導電型添加物が次の成長に悪影響を及ぼさないことを見い出したことにあり、また、これにより該第二導電型添加物(Zn)の拡散による発光出力の低下及び特性の劣化、つまり信頼性の低下を防止し、且つ再現性良く製作できることを見い出したことにある。 That is, the gist of the present invention is that the second conductivity type additive of the semiconductor light emitting device is easily diffused, the conventional second conductivity type additive Zn, and the conventional second conductivity type additive that is likely to remain in the growth furnace. Diffusion of the second conductivity type additive into the active layer by using Mg as the second conductivity type additive, which is difficult to diffuse and less influence on the next growth (hard to remain). Has been found that the second conductivity type additive does not adversely affect the subsequent growth, and this reduces the light emission output due to the diffusion of the second conductivity type additive (Zn). In addition, it has been found that it is possible to prevent deterioration of characteristics, that is, deterioration of reliability, and manufacture with good reproducibility.
また本発明の他の要点として、従来の上記GaAsコンタクト層を用いて第二導電型の添加物をMgにすることではMgが入りにくいために、該GaAsコンタクト層と上記金属酸化物窓層間で、充分なトンネル電流を発生させることが出来なかった。しかし、本発明者等は半導体コンタクト層として直接遷移型のP系半導体であるGaXIn1-XP(0≦X≦0.72)を上記半導体コンタクト層として用いれば、充分なトンネル電流を発生させることを見出した。つまり該半導体コンタクト層をMg添加のGaXIn1-XP(0≦X≦0.72)にすることで、充分なトンネル電流を発生させることを見出した。 In addition, another important point of the present invention is that Mg does not easily enter when the second conductivity type additive is made of Mg by using the conventional GaAs contact layer. Therefore, between the GaAs contact layer and the metal oxide window layer. A sufficient tunnel current could not be generated. However, if the present inventors use Ga X In 1-X P (0 ≦ X ≦ 0.72), which is a direct transition type P-type semiconductor, as the semiconductor contact layer, a sufficient tunnel current can be obtained. It was found to generate. That is, it has been found that a sufficient tunneling current can be generated by setting the semiconductor contact layer to Ga X In 1-X P (0 ≦ X ≦ 0.72) to which Mg is added.
さらに本発明者は、第二導電型の添加物をMgにして、半導体コンタクト層材料を直接遷移型のGaXIn1-XP(0≦X≦0.72)にすることで、半導体コンタクト層と第二導電型クラッド層間のバンド不連続を緩和できることを見出した。つまり、半導体コンタクト層と第二導電型クラッド層の間に中間バンドギャップ層が無くても、順方向動作電圧が高くならないことを見出した。また本発明者等は、半導体コンタクト層と金属酸化物窓層の双方に、同元素であるInが含まれていることで、密着性が向上し、切断加工時の金属酸化物窓層の剥がれ等の不良が激減することを見出した。つまり半導体コンタクト層をGaXIn1-XP(0≦X≦0.72)にすることで、切断加工時の不良を低減でき、歩留り良く製造できることを見出した。 Furthermore, the present inventor uses Mg as the second conductivity type additive and direct transition type Ga X In 1-X P (0 ≦ X ≦ 0.72) as the semiconductor contact layer material. It was found that the band discontinuity between the layer and the second conductivity type cladding layer can be alleviated. That is, it has been found that the forward operating voltage does not increase even if there is no intermediate band gap layer between the semiconductor contact layer and the second conductivity type cladding layer. In addition, the present inventors have improved the adhesion because both the semiconductor contact layer and the metal oxide window layer contain In, which is the same element, and the metal oxide window layer is peeled off during the cutting process. It was found that the number of defects such as these decreased drastically. That is, it has been found that by making the semiconductor contact layer Ga X In 1-X P (0 ≦ X ≦ 0.72), defects during cutting can be reduced and manufacturing can be performed with high yield.
要するに、本発明に従い、第二導電型の添加物をMgにして、金属酸化物窓層と第二導電型クラッド層の間に直接遷移型のGaXIn1-XP(0≦X≦0.72)層をコンタクト層として形成した構造をとることによって、極めて安価で高輝度、高信頼性、低動作電圧の半導体発光素子を提供することができる。また極めて安価で高輝度、高信頼性、低動作電圧の半導体発光素子を、歩留り良く、且つ再現性良く製造することができる。 In short, according to the present invention, the additive of the second conductivity type is Mg, and a direct transition type Ga X In 1-X P (0 ≦ X ≦ 0) is provided between the metal oxide window layer and the second conductivity type cladding layer. .72) By adopting a structure in which the layer is formed as a contact layer, it is possible to provide a semiconductor light emitting device with extremely low cost, high luminance, high reliability, and low operating voltage. In addition, a semiconductor light emitting device with extremely low cost, high luminance, high reliability, and low operating voltage can be manufactured with good yield and good reproducibility.
本発明によれば、第二導電型クラッド層及び第二導電型コンタクト層の添加物にMgを用いているので、ZnやCを用いた場合に較べて拡散しにくく、且つ成長炉内に残存しにくいので、次の成長への影響が少ない。従って、第二導電型添加物の拡散による発光出力の低下や特性の劣化(信頼性の低下)を防止し、再現性良く半導体発光素子を製作することができる。 According to the present invention, since Mg is used as an additive for the second conductivity type cladding layer and the second conductivity type contact layer, it is less likely to diffuse than when Zn or C is used, and remains in the growth furnace. Because it is difficult to do, there is little influence on the next growth. Accordingly, it is possible to prevent a decrease in light emission output and deterioration in characteristics (decrease in reliability) due to diffusion of the second conductivity type additive, and to manufacture a semiconductor light emitting device with high reproducibility.
また、本発明によれば、第二クラッド層と金属酸化物窓層の間に、第二導電型のGaXIn1-XP(0≦X≦0.72)から成る半導体コンタクト層を設けたので、Mgが入り易くなり、充分なトンネル電流を発生させることができる。 Further, according to the present invention, between the second clad layer and the metal oxide window layer, the semiconductor contact layer made of Ga X In 1-X P of the second conductivity type (0 ≦ X ≦ 0.72) provided Therefore, Mg can easily enter, and a sufficient tunnel current can be generated.
従って、本発明によれば、製造コストが極めて安価であり、高輝度、高信頼性、且つ順方向動作電圧の低いLEDが、歩留り良く、且つ再現性良く安定して製作できる。これによりLED用のエピタキシャル層の膜厚は五分の一から数十分の一まで薄くすることができるようになった。これは、LEDを構成するエピタキシャル層の中で窓層(電流分散層)の厚さが最も厚かったためである。また、これによりLED用エピタキシャルウェハの価格を大幅に低減することができた。 Therefore, according to the present invention, an LED with extremely low manufacturing cost, high luminance, high reliability, and low forward operation voltage can be stably manufactured with high yield and reproducibility. As a result, the thickness of the epitaxial layer for LEDs can be reduced from one fifth to several tenths. This is because the thickness of the window layer (current dispersion layer) is the thickest among the epitaxial layers constituting the LED. Moreover, the price of the epitaxial wafer for LED was able to be reduced significantly by this.
以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。 Hereinafter, the present invention will be described based on the illustrated embodiments.
本実施形態では、第一導電型の基板1の上に、活性層4を導電型が異なる第一クラッド層3と第二クラッド層5で挟んだ発光部を形成し、その第二クラッド層5上に金属酸化物からなる窓層7を形成し、その表面側の一部に表面電極8を形成し、上記基板の裏面に全面又は部分電極から成る裏面電極9を形成した半導体発光素子において、上記第二クラッド層5と上記金属酸化物窓層7の間に、第二導電型のGaXIn1-XP(0≦X≦0.72)から成る半導体コンタクト層6を設け、上記第二導電型クラッド層5及び第二導電型コンタクト層6の添加物にMgを用いた構造とする。
In the present embodiment, a light emitting part is formed on the first
<実施形態1>
本発明の第一の実施形態にかかる試作例として、図1のような構造の発光波長630nm付近の赤色発光ダイオード用エピタキシャルウェハを作製した。
<
As a prototype example according to the first embodiment of the present invention, a red light emitting diode epitaxial wafer having a structure as shown in FIG.
第一導電型基板であるn型GaAs基板1上に、MOVPE法で、n型(Seドープ)GaAsバッファ層(膜厚400nm、キャリア濃度1×1018cm-3)2、n型(Seドープ)(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5Pから成る第一クラッド層(第一導電型クラッド層)(膜厚300nm、キャリア濃度1×1018cm-3)3、アンドープ(Al0.1Ga0.9)0.5In0.5P活性層(膜厚600nm)4、p型(Mgドープ)(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5Pから成る第二クラッド層(第二導電型クラッド層)(膜厚300nm、キャリア濃度5×1017cm-3)5、p型(Mgドープ)GaXIn1-XP(0≦X≦0.72)コンタクト層(第二導電型コンタクト層)(膜厚5nm、キャリア濃度3×1019cm-3)6を、MOVPE法で成長させた。
An n-type (Se-doped) GaAs buffer layer (film thickness 400 nm,
実施例1〜3として、この時の上記GaXIn1-XP(0≦X≦0.72)コンタクト層6が、Ga0.72In0.28P層6a、Ga0.50In0.50P層6b、InP層6cの3種類を作製した。なお図1には、これらを総称させてコンタクト層6として示してある。
As Examples 1 to 3, the Ga X In 1-X P (0 ≦ X ≦ 0.72)
MOVPE成長は、成長温度650℃、成長圧力50Torr、各層の成長速度は0.3〜1.0nm/s、V/III比は200〜600で行った。 The MOVPE growth was performed at a growth temperature of 650 ° C., a growth pressure of 50 Torr, a growth rate of each layer of 0.3 to 1.0 nm / s, and a V / III ratio of 200 to 600.
MOVPE成長において用いる原料としては、例えばトリメチルガリウム(TMG)又はトリエチルガリウム(TEG)、トリメチルアルミニウム(TMA)、トリメチルインジウム(TMI)等の有機金属や、アルシン(AsH3)、ホスフィン(PH3)等の水素化物ガスを用いた。 Examples of raw materials used in MOVPE growth include organic metals such as trimethylgallium (TMG) or triethylgallium (TEG), trimethylaluminum (TMA), and trimethylindium (TMI), arsine (AsH 3 ), phosphine (PH 3 ), and the like. The hydride gas was used.
n型GaAsバッファ層2のようなn型層の添加物原料としては、セレン化水素(H2Se)を用いた。またp型GaXIn1-XP(0≦X≦0.72)コンタクト層6のようなp型層の添加物原料としては、ビスシクロペンタジエニルマグネシウム(Cp2Mg)を用いた。その他にn型層添加物原料として、シラン(SiH4)、ジエチルテルル(DETe)、ジメチルテルル(DMTe)を用いることもできる。
Hydrogen selenide (H 2 Se) was used as an additive material for an n-type layer such as the n-type
このエピタキシャルウェハに、金属酸化物窓層となるITO膜7を真空蒸着法にて、約280nm形成した。この時の成膜温度(基板表面温度)は、300℃である。この時のITO膜7の比抵抗は、6.2×10-6Ωmであった。
An
エピタキシャルウェハ上面には、直径120μmの円形電極から成る第一電極(表面電極)8を、マトリックス状に蒸着で形成した。この第一電極8は、ニッケル、金を、それぞれ20nm、1000nmの順に蒸着した。更にエピタキシャルウェハ底面には、全面に第二電極(裏面電極)9を形成した。この第二電極9は、金・ゲルマニウム、ニッケル、金を、それぞれ60nm、10nm、500nmの順に蒸着し、その後、電極の合金化であるアロイを、窒素ガス雰囲気中400℃で5分行った。
A first electrode (surface electrode) 8 made of a circular electrode having a diameter of 120 μm was formed on the upper surface of the epitaxial wafer by vapor deposition in a matrix form. The
その後、上記のようにして構成された電極付きLED用エピタキシャルウェハを、該円形の第一電極8が中心になる様に切断し、チップサイズ300μm角の発光ダイオードベアチップを作製した。更にこの発光ダイオードベアチップをTO−18ステム上にマウント(ダイボンディング)し、その後更にマウントされた該発光ダイオードベアチップに、ワイヤボンディングを行い、LED素子を作製した。
Thereafter, the LED epitaxial wafer with an electrode configured as described above was cut so that the circular
上記実施例1〜3のLED素子、つまり第二導電型添加物としてMgを用い、且つMgドープGaXIn1-XP(0≦X≦0.72)コンタクト層6を用いたLED素子につき、そのLED特性(20mA通電時の発光出力と順方向動作電圧)を調べたところ、20mA通電時の発光出力は、上記Ga0.72In0.28Pコンタクト層6a(実施例1のLED)で2.65mW、Ga0.50In0.50Pコンタクト層6b(実施例2のLED)で2.56mW、InPコンタクト層6c(実施例3のLED)で2.50mWであった。また20mA通電時の順方向電圧は、それぞれ1.95V、1.93V、1.90Vであった。また試験条件:25℃、50mA通電の信頼性試験を実施した所、168hr通電試験後の相対出力(相対出力:168hr通電試験後の発光出力/初期発光出力)は、それぞれ97%、99%、98%であった。因みに信頼性評価時の電流値は20mAである。
LED elements of Examples 1 to 3 above, that is, LED elements using Mg as the second conductivity type additive and using the Mg-doped Ga x In 1-X P (0 ≦ X ≦ 0.72)
更に上記ITO膜7に含まれるInが該コンタクト層6にも含まれていることから、該ITO膜7とコンタクト層6の密着性が向上し、切断作業時のITO膜7の剥がれが減少した。このため、LED側面に流れるリーク電流による逆方向電圧不良が減少した。つまり、ITO膜7の剥がれによる不良と逆方向電圧不良を、合わせて1%以下に減少することができた。
Further, since the In contained in the
<実施形態2>
本発明の第二の実施形態にかかる試作例として、図2のような構造の発光波長630nm付近の赤色発光ダイオード用エピタキシャルウェハを作製した。
<
As a prototype example according to the second embodiment of the present invention, a red light-emitting diode epitaxial wafer having a structure as shown in FIG.
n型GaAs基板1上に、MOVPE法で、n型(Seドープ)GaAsバッファ層(膜厚400nm、キャリア濃度1×1018cm-3)2、n型(Seドープ)(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5Pクラッド層(膜厚300nm、キャリア濃度1×1018cm-3)3、アンドープ(Al0.1Ga0.9)0.5In0.5P活性層(膜厚600nm)4、p型(Mgドープ)(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5Pクラッド層(膜厚300nm、キャリア濃度5×1017cm-3)5、p型(Mgドープ)GaP電流分散層(膜厚500nm、キャリア濃度5×1018cm-3)10a、p型(Mgドープ)Ga0.50In0.50Pコンタクト層(膜厚5nm、キャリア濃度3×1019cm-3)6bを、MOVPE法で成長させた(実施例4)。また、上記p型GaP電流分散層10aを、p型(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5P層10b及びp型Al0.5Ga0.5As層10cに変えたエピタキシャルウェハ(実施例5、6)も、同時に作製した。図2には、これらを総称させて電流分散層10として示してある。
An n-type (Se-doped) GaAs buffer layer (film thickness 400 nm,
エピタキシャル成長方法、ITO膜7の成膜方法と膜厚や電極形成方法及びLED素子製作方法は、基本的に上記の実施形態1と同じとした。この時のITO膜7の比抵抗は、6.3×10-6Ωmであった。
The epitaxial growth method, the method for forming the
この様にして製作されたLED素子(発光ダイオード)のLED特性を評価した。 The LED characteristics of the LED element (light emitting diode) manufactured in this way were evaluated.
MgドープGa0.5In0.5Pコンタクト層6bを用い、更に上記p型電流分散層10に、p型GaP電流分散層10a、p型AlGaInP層10b及びp型AlGaAs層10cを設けた各LED素子(実施例4〜6)の発光特性は、表1に示す通りであった。発光特性及び信頼性評価は、実施例1〜3と同じである。 Each LED element using an Mg-doped Ga 0.5 In 0.5 P contact layer 6b and further provided with a p-type GaP current dispersion layer 10a, a p-type AlGaInP layer 10b, and a p-type AlGaAs layer 10c in the p-type current dispersion layer 10 (implementation) The emission characteristics of Examples 4 to 6) were as shown in Table 1. The light emission characteristics and reliability evaluation are the same as those in Examples 1-3.
本発明の第三の実施形態にかかる試作例として、図3のような構造の発光波長630nm付近の赤色発光ダイオード用エピタキシャルウェハを作製した。
As a prototype example according to the third embodiment of the present invention, a red light emitting diode epitaxial wafer having a structure as shown in FIG.
n型GaAs基板1上に、MOVPE法で、n型(Seドープ)GaAsバッファ層(膜厚400nm、キャリア濃度1×1018cm-3)2、n型(Seドープ)(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5Pクラッド層(膜厚300nm、キャリア濃度1×1018cm-3)3、アンドープ(Al0.1Ga0.9)0.5In0.5P活性層(膜厚600nm)4、p型(Mgドープ)(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5Pクラッド層(膜厚300nm、キャリア濃度5×1017cm-3)5、p型(Mgドープ)GaP電流分散層(膜厚150nm、キャリア濃度5×1018cm-3)10a、抵抗層としてのアンドープGaP層(膜厚200nm)11a、p型(Mgドープ)GaP電流分散層(膜厚150nm、キャリア濃度5×1018cm-3)10a、p型(Mgドープ)Ga0.50In0.50Pコンタクト層(膜厚5nm、キャリア濃度3×1019cm-3)6bを、MOVPE法で成長させた(実施例7)。また、上記p型GaP電流分散層10aを、p型(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5P層10b及びp型Al0.85GaAs層10cに変え、更に抵抗層としてのアンドープGaP層(膜厚200nm)11aを、アンドープAl0.85Ga0.15As層11bに変えたエピタキシャルウェハ(実施例8、9)も、同時に作製した。
An n-type (Se-doped) GaAs buffer layer (film thickness 400 nm,
エピタキシャル成長方法、ITO膜7の成膜方法と膜厚や電極形成方法及びLED素子製作方法は、基本的に上記の実施形態1と同じとした。この時のITO膜7の比抵抗は、6.1×10-6Ωmであった。
The epitaxial growth method, the method for forming the
この様にして作製されたLED素子(実施例7〜9)のLED特性を評価した。 The LED characteristics of the LED elements thus produced (Examples 7 to 9) were evaluated.
上記のようにMgドープGa0.50In0.50Pコンタクト層6bを用い更にp型電流分散層10及びアンドープ層11を設けたLED素子(実施例7〜9)の発光特性は、表2に示す通りであった。発光特性及び信頼性評価は、実施例1と同じである。
The light emitting characteristics of the LED elements (Examples 7 to 9) using the Mg-doped Ga 0.50 In 0.50 P contact layer 6b as described above and further provided with the p-type current spreading
<比較例>
比較例として、図4に示した構造の発光波長630nm付近の赤色発光ダイオード用エピタキシャルウェハを作製した。
<Comparative example>
As a comparative example, an epitaxial wafer for a red light emitting diode having a structure as shown in FIG.
エピタキシャル成長方法、エピタキシャル層膜厚、エピタキシャル層構造とITO膜7の成膜方法と膜厚や電極形成方法及びLED素子製作方法は、基本的に上記実施形態1と同じにし、コンタクト層のみp型(Znドープ)GaAsコンタクト層(膜厚5nm)12a又はp型(Cドープ)GaAsコンタクト層(膜厚50nm)12bを、MOVPE法で成長させた。該GaAs層コンタクト層12のキャリア濃度は1×1019cm-3である。
The epitaxial growth method, the epitaxial layer thickness, the epitaxial layer structure, the
この様にして製作されたLED素子(比較例1、2)のLED特性を評価した。 The LED characteristics of the LED elements thus manufactured (Comparative Examples 1 and 2) were evaluated.
比較例1に係るZnドープGaAsコンタクト層12aを用いたLED素子の発光出力は、20mA通電時で2.4mWであった。また順方向動作電圧は、1.94Vであった。更に該LED素子の168時間通電後の相対出力は41%であった。(出力評価時の電流値は20mA)。相対出力が低く、特性劣化、つまり信頼性が低下してしまうのは、ZnドープGaAsコンタクト層12aのZnが活性層に拡散して欠陥を作り、非発光再結合が多くなるためである。 The light emission output of the LED element using the Zn-doped GaAs contact layer 12a according to Comparative Example 1 was 2.4 mW when energized with 20 mA. The forward operating voltage was 1.94V. Further, the relative output of the LED element after energization for 168 hours was 41%. (Current value at the time of output evaluation is 20 mA). The reason why the relative output is low and the characteristics are deteriorated, that is, the reliability is lowered, is that Zn in the Zn-doped GaAs contact layer 12a diffuses into the active layer to create defects, and non-radiative recombination increases.
比較例2に係るCドープGaAsコンタクト層12b(C添加物原料=CBr4)を用いたLED素子の発光出力は、20mA通電時で2.35mWであった。また順方向動作電圧は、2.21Vであった。更に該LED素子の168時間通電後の相対出力は98%であった(出力評価時の電流値は20mA)。このため、ほぼ良好なLEDを得られた。 The light emission output of the LED element using the C-doped GaAs contact layer 12b (C additive raw material = CBr 4 ) according to Comparative Example 2 was 2.35 mW when energized with 20 mA. The forward operating voltage was 2.21V. Furthermore, the relative output of the LED element after energization for 168 hours was 98% (current value at the time of output evaluation was 20 mA). For this reason, almost good LED was obtained.
しかし順方向動作電圧が高い(2V以上)のが問題である。またCドープGaAsコンタクト層12b(C添加物原料:CBr4)を用いたLED素子を再度製作して評価した所、発光出力は、20mA通電時で1.2mWであった。また順方向動作電圧は、2.18Vであった。その後、LED素子(樹脂でモールドされていない)を、何度製作しても、発光出力は0.7〜1.4mW程度であり、良好な発光特性を有するLED素子を製作できなかった。発光出力が高くならない原因をSIMS分析により調べた所、発光層を含むエピタキシャル層中に、C(炭素)とO(酸素)が、多量に混入していることが明らかとなった。つまり、Cの添加物原料としてCBr4を用いることにより、成長後に成長炉内にCとOが多量に残存してしまうことが解った。このため、2回目以降の成長で製作したLED素子の発光出力の低い原因がCBr4によるものであることが確認された。 However, the problem is that the forward operating voltage is high (2 V or more). When an LED element using the C-doped GaAs contact layer 12b (C additive raw material: CBr 4 ) was manufactured again and evaluated, the light emission output was 1.2 mW when energized with 20 mA. The forward operating voltage was 2.18V. Thereafter, no matter how many times the LED element (not molded with resin) was manufactured, the light emission output was about 0.7 to 1.4 mW, and an LED element having good light emission characteristics could not be manufactured. The reason why the light emission output did not increase was investigated by SIMS analysis. As a result, it was found that a large amount of C (carbon) and O (oxygen) was mixed in the epitaxial layer including the light emitting layer. That is, it has been found that by using CBr 4 as the additive material for C, a large amount of C and O remain in the growth furnace after growth. For this reason, it was confirmed that the cause of the low light emission output of the LED element manufactured in the second and subsequent growths was due to CBr 4 .
<最適条件に付いての根拠>
上記GaXIn1-XP(0≦X≦0.72)コンタクト層6のキャリア濃度が低いとトンネル電流が流れにくくなることや、上記p型クラッド層5とのバンド不連続による順方向動作電圧の上昇が起こることから、上記GaXIn1-XP(0≦X≦0.72)コンタクト層6のキャリア濃度は1×1019cm-3以上が望ましい。またGaXIn1-XP(0≦X≦0.72)コンタクト層6のキャリア濃度は、高ければ高いほど好ましい。
<Reason for optimal conditions>
If the Ga X In 1-X P (0 ≦ X ≦ 0.72)
上記GaXIn1-XP(0≦X≦0.72)コンタクト層6は、活性層4のバンドギャップよりも小さいバンドギャップを有する場合がある。このため、活性層4のバンドギャップよりも小さいバンドギャップを有する組成を用いた場合は、発光した光に対して吸収層となってしまい、LEDとしての発光出力を低下させてしまう。よって、上記GaXIn1-XP(0≦X≦0.72)コンタクト層6で、活性層4のバンドギャップよりも小さいバンドギャップを有する組成を用いた場合は、薄い方が望ましい。しかし、上記GaXIn1-XP(0≦X≦0.72)コンタクト層6の膜厚をあまり薄くし過ぎると、トンネル電流が流れなくなる。このためGaXIn1-XP(0≦X≦0.72)コンタクト層6の膜厚には、最適値がある。したがって上記GaXIn1-XP(0≦X≦0.72)コンタクト層6の膜厚は、1〜200nm程度が好ましく、より好ましいのは、2〜30nmである。
The Ga X In 1-X P (0 ≦ X ≦ 0.72)
上記金属酸化物窓層(ITO膜7)の比抵抗が高いとトンネル電流が流れなくなったり、流れにくくなる。このため、順方向動作電圧が高くなる。また、電流分散効果も薄れ、発光出力が低くなる。よって、上記金属酸化物窓層(ITO膜7)の比抵抗は低ければ低いほど好ましい。 When the specific resistance of the metal oxide window layer (ITO film 7) is high, the tunnel current does not flow or does not flow easily. For this reason, a forward operation voltage becomes high. In addition, the current dispersion effect is reduced and the light emission output is lowered. Therefore, the specific resistance of the metal oxide window layer (ITO film 7) is preferably as low as possible.
金属酸化物窓層(ITO膜7)の比抵抗は、好ましくは1×10-5Ωmであり、より好ましくは7×10-6Ωm以下である。 The specific resistance of the metal oxide window layer (ITO film 7) is preferably 1 × 10 −5 Ωm, more preferably 7 × 10 −6 Ωm or less.
金属酸化物窓層(ITO膜7)の膜厚が薄いと電流分散効果が薄れ、発光出力が低くなる。よって、金属酸化物窓層(ITO膜7)の膜厚は厚ければ厚いほど好ましい。金属酸化物窓層7の膜厚は、好ましくは50nm以上であり、より好ましくは200nm以上である。
If the thickness of the metal oxide window layer (ITO film 7) is thin, the current dispersion effect is reduced and the light emission output is lowered. Therefore, the thickness of the metal oxide window layer (ITO film 7) is preferably as thick as possible. The film thickness of the metal
GaXIn1-XP(0≦X≦0.72)コンタクト層6を高温で成長すると、結晶性が良くなる。結晶性が良いと、同じキャリア濃度でもトンネル電流が流れにくくなる。このため、順方向動作電圧が高くなる。またp型クラッド層5とのバンド不連続による順方向動作電圧の上昇も起こりやすくなり、順方向動作電圧が高くなる。よってGaXIn1-XP(0≦X≦0.72)コンタクト層6の結晶性は、あまり良くない方が良い。したがってGaXIn1-XP(0≦X≦0.72)コンタクト層6の成長温度は低い方が好ましい。つまりGaXIn1-XP(0≦X≦0.72)コンタクト層6の成長温度は、低い方が好ましい。GaXIn1-XP(0≦X≦0.72)コンタクト層6のより好ましい成長温度は、450〜650℃である。
When the Ga X In 1-X P (0 ≦ X ≦ 0.72)
<他の実施形態例、変形例>
上記実施形態では第二導電型添加物として、拡散の少ないMgを用いたが、若干の拡散はある。このため、上記活性層4と上記p型クラッド層5の間に拡散抑止層を設ける構造としても良いし、これを本発明と併用しても良い。上記拡散抑止層は、アンドープ層若しくは低濃度第一導電型(キャリア濃度:1×1017cm−3以下)、低濃度第二導電型(キャリア濃度:1×1017cm−3以下)としても良い。しかし拡散抑止層をあまり厚くすると、直列抵抗が増加して順方向電圧が高くなる。また製造コストが高くなる。よって拡散抑止層を設ける場合は、1500nm以下が望ましい。
<Other Embodiments and Modifications>
In the above embodiment, Mg having a small diffusion is used as the second conductivity type additive, but there is a slight diffusion. For this reason, it is good also as a structure which provides a diffusion suppression layer between the said
AlGaInP系の材料で製作される発光波長560〜650nmのLEDでも、同様な効果が得られることが容易に類推できる。 It can be easily analogized that the same effect can be obtained even in an LED having an emission wavelength of 560 to 650 nm manufactured using an AlGaInP-based material.
活性層に多重量子井戸を用いても、同様の効果がある。また上記バッファ層2と上記n型クラッド層3の間に、光反射層であるDBR層を挿入した構造でも、同様の効果がある。更にバッファ層2を抜いた構造でも、同様の効果がある。
The same effect can be obtained by using a multiple quantum well for the active layer. The same effect can be obtained with a structure in which a DBR layer as a light reflecting layer is inserted between the
上記実施形態例では、表面電極と金属層の形状は、円形であるが、異形状、例えば四角、菱形、多角形等でも同様の効果が出ることが、容易に類推できる。 In the above embodiment example, the shape of the surface electrode and the metal layer is circular, but it can be easily inferred that the same effect can be obtained even if the shape is different, for example, square, rhombus, polygon.
1 基板
2 バッファ層
3 第一クラッド層
4 活性層
5 第二クラッド層
6 コンタクト層
7 ITO膜(金属酸化物窓層)
8 第一電極(表面電極)
9 第二電極(裏面電極)
10 電流分散層
11 アンドープ層(抵抗層)
DESCRIPTION OF
8 First electrode (surface electrode)
9 Second electrode (back electrode)
10
Claims (13)
第一導電型クラッド層と第二導電型クラッド層との間に活性層が設けられた発光部と、
前記発光部上に形成された第二導電型コンタクト層と、
前記第二導電型コンタクト層上に積層された金属酸化物窓層と、
前記金属酸化物窓層の表面側の一部に形成された第一電極と、
前記基板の裏面の全面又は部分的に形成された第二電極とを備えた半導体発光素子において、
前記第二導電型クラッド層及び第二導電型コンタクト層を第二導電型とする添加物にMgを用い、
前記第二導電型コンタクト層の材料としてGaXIn1-XP(0≦X≦0.72)を用いたことを特徴とする半導体発光素子。 A first conductivity type semiconductor substrate;
A light emitting part in which an active layer is provided between the first conductivity type cladding layer and the second conductivity type cladding layer;
A second conductivity type contact layer formed on the light emitting portion;
A metal oxide window layer laminated on the second conductivity type contact layer;
A first electrode formed on a part of the surface side of the metal oxide window layer;
In a semiconductor light emitting device comprising a second electrode formed entirely or partially on the back surface of the substrate,
Mg is used as an additive for making the second conductivity type cladding layer and the second conductivity type contact layer a second conductivity type,
2. A semiconductor light emitting device using Ga x In 1-X P (0 ≦ X ≦ 0.72) as a material of the second conductivity type contact layer.
前記第二導電型クラッド層と前記第二導電型GaXIn1-XP(0≦X≦0.72)コンタクト層との間に、電流分散層が設けてあることを特徴とする半導体発光素子。 The semiconductor light-emitting device according to claim 1.
Between the second-conductivity-type cladding layer and the second conductivity type Ga X In 1-X P ( 0 ≦ X ≦ 0.72) contact layer, a semiconductor light-emitting, characterized in that the current spreading layer is provided element.
前記第二導電型クラッド層と前記第二導電型GaXIn1-XP(0≦X≦0.72)コンタクト層の間に電流分散層が設けてあり、且つ電流分散層の一部にアンドープ層が設けてあることを特徴とする半導体発光素子。 The semiconductor light-emitting device according to claim 1.
A current spreading layer is provided between the second conductivity type cladding layer and the second conductivity type Ga X In 1-X P (0 ≦ X ≦ 0.72) contact layer, and part of the current spreading layer A semiconductor light-emitting element, comprising an undoped layer.
前記第二導電型クラッド層と前記第二導電型GaXIn1-XP(0≦X≦0.72)コンタクト層の間に電流分散層が設けてあり、且つ電流分散層の一部にアンドープ層が設けてあり、且つ前記第二導電型クラッド層と前記活性層との間にアンドープ層が設けてあることを特徴とする半導体発光素子。 The semiconductor light-emitting device according to claim 1.
A current spreading layer is provided between the second conductivity type cladding layer and the second conductivity type Ga X In 1-X P (0 ≦ X ≦ 0.72) contact layer, and part of the current spreading layer An undoped layer is provided, and an undoped layer is provided between the second conductivity type cladding layer and the active layer.
電流分散層の材料が、GaP若しくはAlxGa1-XAs(0.8≦X)、(AlxGa1-X)YIn1-YP(0≦X≦1、0≦Y≦1)であることを特徴とする半導体発光素子。 The semiconductor light emitting device according to claim 2,
The material of the current spreading layer is GaP or Al x Ga 1-X As (0.8 ≦ X), (Al x Ga 1-x ) Y In 1-Y P (0 ≦ X ≦ 1, 0 ≦ Y ≦ 1) A semiconductor light-emitting element.
電流分散層の一部のアンドープ層の材料が、GaP若しくはAlXGa1-XAs(0.8≦X)、(AlXGa1-X)YIn1-YP(0≦X≦1、0≦Y≦1)であることを特徴とする半導体発光素子。 The semiconductor light emitting device according to claim 3 or 4,
Materials Some of the undoped layers of the current spreading layer, GaP or Al X Ga 1-X As ( 0.8 ≦ X), (Al X Ga 1-X) Y In 1-Y P (0 ≦ X ≦ 1 , 0 ≦ Y ≦ 1).
第二導電型クラッド層と活性層との間のアンドープ層の材料が、(AlXGa1-X)YIn1-YP(0≦X≦1、0≦Y≦1)であることを特徴とする半導体発光素子。 The semiconductor light-emitting device according to claim 4.
Material of an undoped layer between the second-conductivity-type cladding layer and the active layer, that is (Al X Ga 1-X) Y In 1-Y P (0 ≦ X ≦ 1,0 ≦ Y ≦ 1) A semiconductor light emitting device characterized.
前記第二導電型GaXIn1-XP(0≦X≦0.72)コンタクト層のキャリア濃度が1×1019cm-3以上であることを特徴とする半導体発光素子。 In the semiconductor light emitting device according to any one of claims 1 to 7,
A semiconductor light-emitting element, wherein the second conductivity type Ga X In 1-X P (0 ≦ X ≦ 0.72) contact layer has a carrier concentration of 1 × 10 19 cm −3 or more.
前記金属酸化物窓層が酸化インジウム錫からなり、該金属酸化物窓層を形成する方法が真空蒸着法であることを特徴とする半導体発光素子。 In the semiconductor light-emitting device according to any one of claims 1 to 8,
A semiconductor light emitting element, wherein the metal oxide window layer is made of indium tin oxide, and the method of forming the metal oxide window layer is a vacuum deposition method.
前記第二導電型GaXIn1-XP(0≦X≦0.72)コンタクト層の膜厚が200nm以下であることを特徴とする半導体発光素子。 In the semiconductor light-emitting device according to claim 1,
The semiconductor light-emitting device, wherein the thickness of said second conductivity type Ga X In 1-X P ( 0 ≦ X ≦ 0.72) contact layer is 200nm or less.
第一導電型クラッド層、アンドープ若しくは第二導電型の活性層、第二導電型クラッド層を形成する主たる材料が(AlXGa1-X)YIn1-YP(0≦X≦1、0≦Y≦1)であることを特徴とする半導体発光素子。 In the semiconductor light emitting device according to any one of claims 1 to 10,
First-conductivity-type cladding layer, an undoped or second conductive type active layer, a main material for forming the second-conductivity-type cladding layer is (Al X Ga 1-X) Y In 1-Y P (0 ≦ X ≦ 1, 0 ≦ Y ≦ 1). A semiconductor light-emitting element, wherein
前記金属酸化物窓層の比抵抗が1×10-5Ωm以下であることを特徴とする半導体発光素子。 The semiconductor light-emitting device according to claim 1,
A specific resistance of the metal oxide window layer is 1 × 10 −5 Ωm or less.
前記金属酸化物窓層の膜厚が、50nm以上であることを特徴とする半導体発光素子。 The semiconductor light emitting device according to claim 1,
A semiconductor light emitting element, wherein the metal oxide window layer has a thickness of 50 nm or more.
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