JP2006032665A - Light emitting diode - Google Patents

Light emitting diode Download PDF

Info

Publication number
JP2006032665A
JP2006032665A JP2004209665A JP2004209665A JP2006032665A JP 2006032665 A JP2006032665 A JP 2006032665A JP 2004209665 A JP2004209665 A JP 2004209665A JP 2004209665 A JP2004209665 A JP 2004209665A JP 2006032665 A JP2006032665 A JP 2006032665A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
emitting diode
light emitting
layer
light
transparent conductive
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2004209665A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Taiichiro Konno
泰一郎 今野
Masahiro Arai
優洋 新井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Cable Ltd
Original Assignee
Hitachi Cable Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Cable Ltd filed Critical Hitachi Cable Ltd
Priority to JP2004209665A priority Critical patent/JP2006032665A/en
Publication of JP2006032665A publication Critical patent/JP2006032665A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Led Devices (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high luminance light emitting diode which is manufactured inexpensively with high yield while exhibiting excellent productivity as compared with a conventional light emitting diode provided with a current block layer. <P>SOLUTION: In a light emitting diode having such a structure as a light emitting part sandwiching at least an active layer 5 between an n-type clad layer 4 and a p-type clad layer 6 is formed on a substrate 1, an ohmic contact layer 7 containing conductivity determining impurities in high concentration is formed thereon, a transparent conductive film 8 is formed thereon, and a surface electrode 9 and a back electrode 10 are formed, respectively, on the surface side and the back side thereof, a metallic current block layer 11 is provided between the light emitting part and the transparent conductive film 8 in a surface region substantially not matching the surface electrode 9 of light emitting diode. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、化合物半導体から成る発光ダイオード(LED)に関わり、特に、発光ダイオードに電流ブロック層を備えてリーク電流の発生を抑止し、且つ逆方向電圧不良を低減し、それにより、高輝度であり、且つ製造コストが安価な発光ダイオードに関する。   The present invention relates to a light-emitting diode (LED) made of a compound semiconductor, and in particular, includes a current blocking layer in the light-emitting diode to suppress the occurrence of leakage current and reduce reverse voltage failure, thereby increasing the brightness. The present invention relates to a light-emitting diode that is low in manufacturing cost.

AlGaInP系材料は、窒化物を除くIII−V族化合物半導体の中で最大のバンドギャップを有する直接遷移型半導体であり、それを用いて作製した発光ダイオードは、560nm〜660nmの発光帯域において非常に高い輝度が得られることから、現在でも盛んに研究・開発が行われており、特に、更なる高輝度化の研究が盛んである。また最近では、AlGaInP系発光ダイオードは低価格化競争の最中にあり、各社メーカー共に発光ダイオードの原価低減、スループット向上に努めている。   The AlGaInP-based material is a direct transition type semiconductor having the largest band gap among III-V group compound semiconductors excluding nitride, and a light-emitting diode manufactured using the AlGaInP-based material has a very high emission band of 560 nm to 660 nm. Since high brightness can be obtained, research and development are still actively carried out, and research on further enhancement of brightness is particularly active. Recently, AlGaInP light emitting diodes are in the midst of price competition, and manufacturers of each company are working to reduce the cost of light emitting diodes and improve throughput.

ここで、AlGaInP系発光ダイオードの製造にかかるコストとしては、主に電流拡散層の形成にかかるコストが占めている。この要因として、一つには高輝度を得るためには電流拡散層の膜厚を厚くする必要があることが挙げられる。この問題の解決には、電流拡散層としての材料にできるだけ抵抗率の低い材料を用いるのが有効とされ、電流拡散層としての材料は主にGaP、AlGaAsから成っている。しかし、これら抵抗率の低い材料を用いても、やはり電流分散効果を良くして、発光ダイオードの高輝度化、低動作電圧化を図るためには、この電流拡散層の膜厚を大体8μm以上とする必要があった。すると、電流拡散層の成長に掛かる原料費用が高くなり、更には、成長に掛かる時間がスループットを悪化させ、総合的にAlGaInP系発光ダイオードの製造原価を高くしていた。   Here, the cost for manufacturing the AlGaInP-based light emitting diode is mainly the cost for forming the current diffusion layer. One factor for this is that it is necessary to increase the thickness of the current diffusion layer in order to obtain high luminance. In order to solve this problem, it is effective to use a material having a resistivity as low as possible as the material for the current diffusion layer. The material for the current diffusion layer is mainly made of GaP or AlGaAs. However, even if these low-resistivity materials are used, in order to improve the current dispersion effect and increase the luminance and the operating voltage of the light-emitting diode, the thickness of the current diffusion layer is about 8 μm or more. It was necessary to. Then, the raw material cost required for the growth of the current spreading layer is increased, and further, the time required for the growth deteriorates the throughput, and the manufacturing cost of the AlGaInP light emitting diode is increased overall.

この問題の解決手段としては、半導体から成る窓層の代わりに、キャリア濃度が非常に高く、薄い膜厚で十分な電流分散効果を得ることができる、金属酸化物のITO(インジウム・スズ酸化物)から成る透明導電膜を窓層として用いる方法が開発されている。   As a solution to this problem, a metal oxide ITO (Indium Tin Oxide), which has a very high carrier concentration and can obtain a sufficient current dispersion effect with a thin film thickness, is used instead of a window layer made of a semiconductor. A method of using a transparent conductive film made of) as a window layer has been developed.

通常、金属酸化物を窓層に用いた場合、その上に金属電極が形成されるが、半導体層と金属酸化膜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。   Normally, when a metal oxide is used for the window layer, a metal electrode is formed on the window layer, but a contact resistance is generated between the semiconductor layer and the transparent conductive film, which is a metal oxide film, and a forward operating voltage. There is a problem that becomes high.

しかし一方で、最上の半導体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(ELECTRONICS LETTERS、7Th December1995、2210〜2212頁参照)。   However, on the other hand, a method of driving the LED by a tunnel current by increasing the carrier concentration of the uppermost semiconductor layer is also disclosed (see ELECTRONICS LETTERS, 7Th December 1995, pages 2210 to 2212).

また、LEDとして充分な特性を達成させるための方法として、半導体最上層、つまりクラッド層とITO透明電極の間に、p型GaAsコンタクト層を用いることにより、ITO透明電極との接触抵抗を低下させる技術が開発されている。すなわち、最上半導体層としてCを添加物としたGaAsコンタクト層を用い、その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、高信頼性の半導体発光素子を製作すると言う方法も開示されている(特許文献1)。 Further, as a method for achieving sufficient characteristics as an LED, a p-type GaAs contact layer is used between the uppermost semiconductor layer, that is, the cladding layer and the ITO transparent electrode, thereby reducing the contact resistance with the ITO transparent electrode. Technology has been developed. That is, a GaAs contact layer with C as an additive is used as the uppermost semiconductor layer, and carbon tetrabromide (CBr 4 ) is used as a raw material for the C additive, so that semiconductor light emission with high luminance, low operating voltage, and high reliability is achieved. A method of manufacturing an element is also disclosed (Patent Document 1).

更にまた、高輝度を得る別の方策として、電流ブロック層を備えた電流狭窄型の発光ダイオードが提案されている(例えば、特許文献2参照)。この特許文献2に示された発光ダイオードでは、発光層と電流拡散層との間に、電流拡散層と逆の導電性を有する半導体層(電流ブロック層)を成長させ、これを選択的にエッチングし、電流ブロック層の円形のパターンニングを行う。その後、その電流ブロック層上に電流拡散層を再成長させることで電流狭窄型発光ダイオードを得ている。
特開平11−307810号公報 特開2002−64219号公報
Furthermore, as another measure for obtaining high brightness, a current confinement type light emitting diode having a current blocking layer has been proposed (see, for example, Patent Document 2). In the light emitting diode disclosed in Patent Document 2, a semiconductor layer (current blocking layer) having conductivity opposite to that of the current diffusion layer is grown between the light emitting layer and the current diffusion layer, and this is selectively etched. Then, circular patterning of the current blocking layer is performed. Thereafter, a current diffusion layer is regrown on the current blocking layer to obtain a current confinement type light emitting diode.
JP-A-11-307810 JP 2002-64219 A

しかしながら、上記した特許文献1の発光ダイオードの場合、ITO透明電極(金属酸化物窓層)に約5%程度の剥がれが生じると言う問題のあることが分かった。更には、逆方向電圧が低くなると言う問題も発生した(逆方向電圧測定条件は10μA、その時の電圧が−5V以下を不良とした)。つまり、金属酸化物窓層である透明導電膜の剥がれと、逆方向特性の悪化(順方向でのリーク電流発生)により、歩留りが悪いと言う、大きな問題もあった(不良率:約20%)。つまり、歩留りが80%であった。   However, in the case of the light emitting diode of Patent Document 1 described above, it has been found that there is a problem that peeling of about 5% occurs on the ITO transparent electrode (metal oxide window layer). Furthermore, a problem that the reverse voltage was lowered also occurred (reverse voltage measurement conditions were 10 μA, and the voltage at that time was -5 V or less as a failure). In other words, there was a serious problem that the yield was poor due to peeling of the transparent conductive film, which is the metal oxide window layer, and deterioration of the reverse characteristics (generation of leakage current in the forward direction) (defect rate: about 20%). ). That is, the yield was 80%.

また特許文献1では、GaAsコンタクト層とその下側のInGaAlPクラッド層とのバンド不連続を緩和するために、GaAsコンタクト層とその下側のInGaAlPクラッド層の間に、GaAlAsやInGaAlPから成る中間バンドギャップ層を入れると言う構造も開示している。しかし、この構造でも順方向電圧をある程度低くすることはできるが、金属酸化物である透明導電膜と接しているコンタクト層がGaAs層であることから、当然のことながら、前記した金属酸化物である透明導電膜の剥がれと、逆方向特性の悪化を改善することはできない。また、GaAsコンタクト層とInGaAlPクラッド層の間に中間バンドギャップ層を設けた場合、該中間バンドギャップ層の分だけ、高コストになる。   In Patent Document 1, in order to alleviate the band discontinuity between the GaAs contact layer and the underlying InGaAlP cladding layer, an intermediate band made of GaAlAs or InGaAlP is interposed between the GaAs contact layer and the underlying InGaAlP cladding layer. A structure that includes a gap layer is also disclosed. However, although the forward voltage can be lowered to some extent even in this structure, the contact layer in contact with the transparent conductive film, which is a metal oxide, is a GaAs layer. The peeling of a certain transparent conductive film and the deterioration of reverse characteristics cannot be improved. Further, when an intermediate band gap layer is provided between the GaAs contact layer and the InGaAlP cladding layer, the cost is increased by the amount of the intermediate band gap layer.

また、上記した特許文献2の方法では、MOCVD法による成長工程が二度必要になる為、発光ダイオードの製造原価を低減することが難しい。特に、MOCVD装置については、1成長におけるウェハの処理枚数が少ない為、スループットが悪く、製造コストが高くなってしまう。また逆メサ方向では、電流ブロック層が逆テーパになることから、二度目のMOCVD法による成長時に、欠陥ができてしまうことが多々あり、制御性が悪く、再現性等に問題がある。つまり技術的にも難しく、歩留りが悪いことから製造コストが高くなる。   Further, in the method of Patent Document 2 described above, since the growth process by the MOCVD method is required twice, it is difficult to reduce the manufacturing cost of the light emitting diode. In particular, the MOCVD apparatus has a low throughput and a high manufacturing cost because the number of wafers processed in one growth is small. In the reverse mesa direction, since the current blocking layer is reversely tapered, defects often occur during the second growth by the MOCVD method, so that controllability is poor and reproducibility is problematic. That is, it is technically difficult, and the production cost is high due to the poor yield.

つまり現状では、高輝度で低コストの発光ダイオードを、歩留り良く製作することが難しい。   That is, at present, it is difficult to manufacture a high-luminance and low-cost light-emitting diode with a high yield.

そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、従来の電流ブロック層を備えた発光ダイオードよりも生産性に優れ、歩留り良く低コストで製造することのできる高輝度発光ダイオードを提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a high-intensity light-emitting diode that solves the above-described problems and has a higher productivity than a conventional light-emitting diode having a current blocking layer and can be manufactured with a high yield and a low cost. is there.

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の発明に係る発光ダイオードは、基板上に、少なくとも活性層をn型とp型の導電性を示すクラッド層で挟んだ発光部、その上に高濃度に導電型決定不純物を含有したオーミックコンタクト層、その上に透明導電膜が形成され、その表面側と裏面側に電極が形成された構造の発光ダイオードにおいて、前記発光部と前記透明導電膜の間であり、且つ前記発光ダイオードの表面側電極と略一致しない面領域部分に、金属から成る電流ブロック層が設けられたことを特徴とする。ここで発光ダイオードの表面側電極と略一致しない面領域部分と言った場合、発光ダイオードの表面側電極と略一致しない面領域のうちの一部又は全部のいずれの形態をも含む。   The light-emitting diode according to the first aspect of the present invention includes a light-emitting portion on which at least an active layer is sandwiched between n-type and p-type conductivity clad layers on a substrate, and a conductive type determining impurity at a high concentration thereon. In a light emitting diode having a structure in which an ohmic contact layer is formed and a transparent conductive film is formed thereon, and electrodes are formed on the front surface side and the back surface side thereof. A current blocking layer made of metal is provided in a surface region portion that does not substantially coincide with the surface-side electrode. Here, the term “surface region portion that does not substantially coincide with the surface side electrode of the light emitting diode” includes any or all forms of the surface region that does not substantially coincide with the surface side electrode of the light emitting diode.

請求項2の発明は、請求項1に記載の発光ダイオードにおいて、前記表面側電極の略直下にも金属から成る電流ブロック層が設けられたことを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the light-emitting diode according to the first aspect, a current blocking layer made of a metal is provided almost directly below the surface-side electrode.

請求項3の発明は、請求項1に記載の発光ダイオードにおいて、前記発光ダイオードの表面側電極と略一致しない面領域部分に設けられる金属から成る電流ブロック層が、発光ダイオードの周囲に設けられたことを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in the light-emitting diode according to the first aspect, a current blocking layer made of a metal is provided around the light-emitting diode. It is characterized by that.

請求項4の発明は、請求項1乃至3のいずれかに記載の発光ダイオードにおいて、前記高濃度に導電型決定不純物を含有したオーミックコンタクト層が、1×1019/cm3以上のMgを含有したGaxIn1-xP(0≦X≦0.7)から成ることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the light emitting diode according to any one of the first to third aspects, the ohmic contact layer containing a conductivity-determining impurity at a high concentration contains Mg of 1 × 10 19 / cm 3 or more. It is characterized by comprising Ga x In 1-x P (0 ≦ X ≦ 0.7).

請求項5の発明は、請求項1乃至3のいずれかに記載の発光ダイオードにおいて、前記高濃度に導電型決定不純物を含有したオーミックコンタクト層が、1×1019/cm3以上のZnを含有したAlxGa1-xAs(0≦X≦0.4)から成ることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the light emitting diode according to any one of the first to third aspects, the ohmic contact layer containing a conductivity-determining impurity at a high concentration contains Zn of 1 × 10 19 / cm 3 or more. It is characterized by comprising Al x Ga 1-x As (0 ≦ X ≦ 0.4).

請求項6の発明は、請求項1乃至5のいずれかに記載の発光ダイオードにおいて、前記金属から成る電流ブロック層がTi、Ni、AuBeのいずれかから成ることを特徴とする。   According to a sixth aspect of the present invention, in the light emitting diode according to any one of the first to fifth aspects, the current blocking layer made of the metal is made of any one of Ti, Ni, and AuBe.

請求項7の発明は、請求項2に記載の発光ダイオードにおいて、前記表面側電極の略直下にある金属から成る電流ブロック層の面積が、前記表面電極と同等またはそれより大きい面積を有することを特徴とする。   According to a seventh aspect of the present invention, in the light-emitting diode according to the second aspect, the area of the current blocking layer made of metal substantially immediately below the surface-side electrode is equal to or larger than that of the surface electrode. Features.

請求項8の発明は、請求項1乃至7のいずれかに記載の発光ダイオードにおいて、前記基板がGaAsであり、前記発光部がGaInP、AlInP、またはAlGaInPから成ることを特徴とする。   According to an eighth aspect of the present invention, in the light emitting diode according to any one of the first to seventh aspects, the substrate is made of GaAs, and the light emitting portion is made of GaInP, AlInP, or AlGaInP.

請求項9の発明は、請求項1乃至8のいずれかに記載の発光ダイオードにおいて、前記オーミックコンタクト層の膜厚が1nm以上25nm以下であることを特徴とする。   According to a ninth aspect of the present invention, in the light emitting diode according to any one of the first to eighth aspects, the ohmic contact layer has a thickness of 1 nm to 25 nm.

請求項10の発明は、請求項1乃至9のいずれかに記載の発光ダイオードにおいて、前記透明導電膜がITOから成り膜厚が200nm以上600nm以下であることを特徴とする。   According to a tenth aspect of the present invention, in the light emitting diode according to any one of the first to ninth aspects, the transparent conductive film is made of ITO and has a thickness of 200 nm to 600 nm.

本発明によれば、発光部と透明導電膜の間であり、且つ発光ダイオードの表面側電極と略一致しない面領域部分に、金属から成る電流ブロック層を設けたので、逆方向電圧不良(順方向でのリーク電流不良)やITOの剥がれを防止して、歩留り良く発光ダイオードを製造することができる。従って、歩留りが良く再現性に優れ、且つ極めて安価で高輝度、高信頼性、低動作電圧の発光ダイオードを得ることができる。   According to the present invention, since the current blocking layer made of metal is provided in the surface region portion between the light emitting portion and the transparent conductive film and not substantially coincident with the surface side electrode of the light emitting diode, the reverse voltage failure (forward In this way, it is possible to manufacture a light emitting diode with high yield. Accordingly, it is possible to obtain a light-emitting diode that has high yield, excellent reproducibility, is extremely inexpensive, has high luminance, high reliability, and low operating voltage.

以下、本発明の実施形態を実施例を中心に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described mainly with reference to examples.

図1に第一の実施形態に係る発光ダイオードの構成を示す。この発光ダイオードは、その前提として、基板1上に、少なくとも活性層5をn型クラッド層4とp型クラッド層6で挟んだ発光部と、そのp型クラッド層6上に形成した高濃度に導電型決定不純物を含有したオーミックコンタクト層7と、その上に形成したITOから成る透明導電膜8を具備し、さらに、その表面側に形成した表面電極9と裏面側(基板側)に形成した裏面電極10を具備する。そして、この発光ダイオードの特徴として、上記オーミックコンタクト層7と上記透明導電膜8の間であり、且つ、発光ダイオードの表面電極9と略一致しない面領域部分に、金属から成る電流ブロック層11を具備する。   FIG. 1 shows a configuration of a light emitting diode according to the first embodiment. The light-emitting diode is premised on a high concentration formed on the p-type clad layer 6 and a light-emitting portion sandwiching at least the active layer 5 between the n-type clad layer 4 and the p-type clad layer 6 on the substrate 1. An ohmic contact layer 7 containing a conductivity type determining impurity and a transparent conductive film 8 made of ITO formed on the ohmic contact layer 7 are provided, and further formed on the surface electrode 9 formed on the surface side and on the back surface side (substrate side). A back electrode 10 is provided. As a feature of the light emitting diode, a current blocking layer 11 made of metal is provided between the ohmic contact layer 7 and the transparent conductive film 8 and in a surface region portion that does not substantially coincide with the surface electrode 9 of the light emitting diode. It has.

図2に第二の実施形態に係る発光ダイオードの構成を示す。この発光ダイオードは、オーミックコンタクト層7と、ITOからなる透明導電膜8の間において、発光ダイオードの周囲部に、金属から成る電流ブロック層11を設ける一方、更に金属から成る電流ブロック層12を、表面電極9に略一致した場所にも同時に備える高輝度発光ダイオードの構成としたものである。   FIG. 2 shows a configuration of the light emitting diode according to the second embodiment. In this light emitting diode, a current blocking layer 11 made of metal is provided around the light emitting diode between the ohmic contact layer 7 and the transparent conductive film 8 made of ITO, and a current blocking layer 12 made of metal is further provided. This is a configuration of a high-intensity light-emitting diode that is provided at the same time in a location that substantially matches the surface electrode 9.

図2の実施形態では、電流拡散層としてITOからなる透明導電膜8を用い、更に発光部と透明導電膜との間に電流ブロック層を備えた構造において、電流ブロック層12を金属によって形成する。更に上記電流ブロック層12の形成時に、同時に発光ダイオードの周囲部にも金属によって電流ブロック層11を設けることにより、逆方向電圧不良(順方向でのリーク電流不良)や透明導電膜の剥がれを防止して、歩留り良く製造することを可能にする。つまり、歩留りが良く再現性に優れ、且つ極めて安価で高輝度、高信頼性、低動作電圧の発光ダイオードを得るものである。   In the embodiment of FIG. 2, the current blocking layer 12 is formed of metal in a structure in which the transparent conductive film 8 made of ITO is used as the current diffusion layer and the current blocking layer is further provided between the light emitting portion and the transparent conductive film. . Furthermore, when the current blocking layer 12 is formed, the current blocking layer 11 is also formed of metal around the light emitting diode, thereby preventing reverse voltage failure (leak current failure in the forward direction) and peeling of the transparent conductive film. Thus, it is possible to manufacture with a high yield. That is, it is possible to obtain a light emitting diode that has a high yield, excellent reproducibility, is extremely inexpensive, has high brightness, high reliability, and low operating voltage.

<実施例1>
実施例として、図1に示した構造の発光波長630nm付近の赤色帯発光ダイオードを製作した。製作の過程は次の通りである。
<Example 1>
As an example, a red band light emitting diode having an emission wavelength of about 630 nm and having the structure shown in FIG. 1 was manufactured. The production process is as follows.

n型GaAsからなる基板1上に、MOVPE法でn型GaAsからなるバッファ層2、n型のブラッグ反射(DBR)層3、n型(Al0.7Ga0.30.5In0.5Pからなるn型クラッド層4、アンドープ(Al0.10Ga0.900.5In0.5Pからなる活性層5、p型(Al0.7Ga0.30.5In0.5Pからなるp型クラッド層6、p型GaAsからなるオーミックコンタクト層7を順次成長させ、発光ダイオード用エピタキシャルウェハを作製した。ちなみに上記DBR層3は、n型AlInP(約50nm)とn型GaAs(約40nm)から成る積層構造とし、そのペア数は15ペアとした。 On a substrate 1 made of n-type GaAs, a buffer layer 2 made of n-type GaAs by an MOVPE method, an n-type Bragg reflection (DBR) layer 3, and an n-type clad made of n-type (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P An active layer 5 made of undoped (Al 0.10 Ga 0.90 ) 0.5 In 0.5 P, a p-type cladding layer 6 made of p-type (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P, and an ohmic contact layer 7 made of p-type GaAs. Epitaxial wafers for light emitting diodes were produced by sequentially growing. Incidentally, the DBR layer 3 has a laminated structure composed of n-type AlInP (about 50 nm) and n-type GaAs (about 40 nm), and the number of pairs is 15 pairs.

上記発光ダイオード用エピタキシャルウェハをMOVPE装置から搬出した後、該エピタキシャルウェハの表面、つまりオーミックコンタクト層7側へ、金属からなる電流ブロック層11を形成した。この電流ブロック層11の形成方法は、次の通りである。   After carrying out the said light emitting diode epitaxial wafer from a MOVPE apparatus, the current block layer 11 which consists of metals was formed in the surface of this epitaxial wafer, ie, the ohmic contact layer 7 side. The method for forming the current blocking layer 11 is as follows.

上記発光ダイオード用エピタキシャルウェハをMOVPE装置から搬出した後、その発光ダイオード用エピタキシャルウェハの表面にスピンコーターを用いて、ネガレジスト膜を一面に塗布して熱硬化した。   After carrying out the said light emitting diode epitaxial wafer from a MOVPE apparatus, the negative resist film was apply | coated to the whole surface using the spin coater on the surface of the epitaxial wafer for light emitting diodes, and was hardened.

次に、マスクアライナーを用いて発光ダイオードの周囲部の全て(発光ダイオードの周囲:4辺)にあたる部分に10μm幅のラインが形成されるように露光し、更にその後に現像することで、前記の形状にパターンニングし、該電流ブロック層11となる金属を真空蒸着法により形成し、リフトオフ法により、10μm幅の該電流ブロック層11を形成した。この時の電流ブロック層11は、Ni、Ti、AuBeの3種類を製作した。この時の電流ブロック層11の膜厚は、10nmである。   Next, using a mask aligner, exposure is performed so that a line having a width of 10 μm is formed in a portion corresponding to all of the peripheral portion of the light-emitting diode (periphery of the light-emitting diode: 4 sides), and further development is performed thereafter. The metal was patterned into a shape, and a metal to be the current blocking layer 11 was formed by a vacuum evaporation method, and the current blocking layer 11 having a width of 10 μm was formed by a lift-off method. At this time, three types of current blocking layers 11 of Ni, Ti, and AuBe were manufactured. At this time, the thickness of the current blocking layer 11 is 10 nm.

さらに上記電流ブロック層11が形成された発光ダイオード用エピタキシャルウェハに真空蒸着法によってITOからなる膜厚300nmの透明導電膜8を形成した。因みにこの時、同一バッチ内にセットしたガラス基板を取り出し、Hall測定が可能なサイズに切断し、ITOからなる透明導電膜の電気特性を評価した所、キャリア濃度1.27×1021/cm3、移動度22.4cm2/Vs、抵抗率2.31×10-4Ω・cmであった。上記透明導電膜8を形成後、該透明導電膜8の上面に、直径125μmの円形の表面電極(p側電極)9を、該電流ブロック層11と中心が略一致するように、前記したリフトオフ法を用いてマトリクス状に蒸着で形成した。表面電極9は、ニッケル、金を、それぞれ20nm、500nmの順に蒸着した。更にエピタキシャルウェハ底面には、全面に裏面電極(n側電極)10を形成した。裏面電極10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。 Further, a 300 nm-thick transparent conductive film 8 made of ITO was formed on the epitaxial wafer for light-emitting diodes on which the current blocking layer 11 was formed, by vacuum deposition. Incidentally, at this time, the glass substrate set in the same batch was taken out, cut into a size capable of Hall measurement, and the electrical characteristics of the transparent conductive film made of ITO were evaluated. The carrier concentration was 1.27 × 10 21 / cm 3. The mobility was 22.4 cm 2 / Vs, and the resistivity was 2.31 × 10 −4 Ω · cm. After the transparent conductive film 8 is formed, a circular surface electrode (p-side electrode) 9 having a diameter of 125 μm is formed on the upper surface of the transparent conductive film 8 so that the center is substantially coincident with the current blocking layer 11. It was formed by vapor deposition in a matrix using the method. For the surface electrode 9, nickel and gold were deposited in the order of 20 nm and 500 nm, respectively. Further, a back electrode (n-side electrode) 10 was formed on the entire bottom surface of the epitaxial wafer. The back electrode 10 was formed by depositing gold, germanium, nickel, and gold in the order of 60 nm, 10 nm, and 500 nm, respectively, and then alloying the electrodes was performed at 400 ° C. for 5 minutes in a nitrogen gas atmosphere.

その後、このエピタキシャルウェハをダイシング等でチップサイズ300μm角のチップ形状に加工し、更にダイボンディング、ワイヤボンディングを行って発光ダイオードチップを製作した。   Thereafter, this epitaxial wafer was processed into a chip shape having a chip size of 300 μm square by dicing or the like, and then die bonding and wire bonding were performed to manufacture a light emitting diode chip.

この発光ダイオードチップのLED特性を評価した結果、Niからなる電流ブロック層、Tiからなる電流ブロック層、AuBeからなる電流ブロック層を形成した時の発光出力は、2.51±0.2mWであった。また、順方向動作電圧も2.0V以下であった。このため良好なLED特性が得られることを確認できた。更に、透明導電膜8の剥がれ及び逆方向電圧不良も1%未満であり、歩留りを良く作製することに成功した。   As a result of evaluating the LED characteristics of this light emitting diode chip, the light emission output when a current blocking layer made of Ni, a current blocking layer made of Ti, and a current blocking layer made of AuBe was formed was 2.51 ± 0.2 mW. It was. The forward operating voltage was also 2.0 V or less. For this reason, it has confirmed that a favorable LED characteristic was acquired. Furthermore, the peeling of the transparent conductive film 8 and the reverse voltage failure were less than 1%, and it was successful in producing a good yield.

以上のように、電流拡散層である透明導電膜8よりも下方向に位置する場所へ金属から成る電流ブロック層11を備えたことで、従来の電流ブロック層を具備しない発光ダイオード(図3)よりも高出力の発光ダイオードを、歩留り良く、且つ再現性良く作製することができた。   As described above, the current blocking layer 11 made of metal is provided at a position located below the transparent conductive film 8 that is the current diffusion layer, so that the light emitting diode without the conventional current blocking layer (FIG. 3). It was possible to manufacture a light-emitting diode with higher output than that with a high yield and reproducibility.

以上のように、電流拡散層である透明導電膜8よりも下方向に位置する場所であり、且つ発光ダイオードの周囲部に、金属から成る電流ブロック層11を備えたことで、従来の電流ブロック層を具備しない発光ダイオードよりも歩留り良く作製することができた。   As described above, the current block layer 11 made of metal is provided in the lower portion of the transparent conductive film 8 that is the current diffusion layer and around the light emitting diode, so that the conventional current block is provided. It was possible to manufacture with higher yield than a light emitting diode without a layer.

<比較例>
比較例として、図3に示した構造の発光波長630nm付近の赤色発光ダイオードを製作した。製作の過程は次の通りである。
<Comparative example>
As a comparative example, a red light emitting diode having a structure shown in FIG. The production process is as follows.

n型GaAsからなる基板1上に、MOVPE法でn型GaAsからなるバッファ層2、n型のDBR層3、n型(Al0.7Ga0.30.5In0.5Pからなるn型クラッド層4、アンドープ(Al0.10Ga0.900.5In0.5Pからなる活性層5、p型(Al0.7Ga0.30.5In0.5Pからなるp型クラッド層6、p型GaAsからなるオーミックコンタクト層7を順次成長させ、発光ダイオード用エピタキシャルウェハを作製した。ちなみに上記DBR層3は、n型AlInP(約50nm)とn型GaAs(約40nm)から成る積層構造とし、そのペア数は15ペアとした。 On a substrate 1 made of n-type GaAs, a buffer layer 2 made of n-type GaAs, an n-type DBR layer 3, an n-type cladding layer 4 made of n-type (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P, and undoped by an MOVPE method. An active layer 5 made of (Al 0.10 Ga 0.90 ) 0.5 In 0.5 P, a p-type cladding layer 6 made of p-type (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P, and an ohmic contact layer 7 made of p-type GaAs are grown in order. An epitaxial wafer for a light emitting diode was produced. Incidentally, the DBR layer 3 has a laminated structure composed of n-type AlInP (about 50 nm) and n-type GaAs (about 40 nm), and the number of pairs is 15 pairs.

上記発光ダイオード用エピタキシャルウェハをMOVPE装置から搬出した後、該エピタキシャルウェハの表面、つまりオーミックコンタクト層7側へ、真空蒸着法によってITOからなる膜厚300nmの透明導電膜8を形成した。この時、同一バッチ内にセットしたガラス基板を取り出し、ホール(Hall)測定が可能なサイズに切断し、透明導電膜の電気特性を評価した所、キャリア濃度1.27×1021/cm3、移動度22.4cm2/Vs、抵抗率2.31×10-4Ω・cmであった。 After carrying out the said light emitting diode epitaxial wafer from a MOVPE apparatus, the 300 nm-thick transparent conductive film 8 which consists of ITO was formed by the vacuum evaporation method on the surface of this epitaxial wafer, ie, the ohmic contact layer 7 side. At this time, the glass substrate set in the same batch was taken out, cut into a size capable of Hall measurement, and the electrical characteristics of the transparent conductive film were evaluated. The carrier concentration was 1.27 × 10 21 / cm 3 , The mobility was 22.4 cm 2 / Vs, and the resistivity was 2.31 × 10 −4 Ω · cm.

そして、この発光ダイオード用エピタキシャルウェハ上面には、直径125μmの円形の表面電極9を、マトリクス状に蒸着で形成した。この表面電極9は、ニッケル、金を、それぞれ20nm、500nmの順に蒸着した。   A circular surface electrode 9 having a diameter of 125 μm was formed on the upper surface of the light emitting diode epitaxial wafer by evaporation in a matrix form. The surface electrode 9 was formed by depositing nickel and gold in the order of 20 nm and 500 nm, respectively.

更にエピタキシャルウェハ底面には、全面に裏面電極10を形成した。裏面電極10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。   Further, a back electrode 10 was formed on the entire bottom surface of the epitaxial wafer. The back electrode 10 was formed by depositing gold, germanium, nickel, and gold in the order of 60 nm, 10 nm, and 500 nm, respectively, and then alloying the electrodes was performed at 400 ° C. for 5 minutes in a nitrogen gas atmosphere.

その後、このエピタキシャルウェハをダイシング等でチップサイズ300μm角のチップ形状に加工し、更にダイボンディング、ワイヤボンディングを行って発光ダイオードチップを製作した。   Thereafter, this epitaxial wafer was processed into a chip shape having a chip size of 300 μm square by dicing or the like, and then die bonding and wire bonding were performed to manufacture a light emitting diode chip.

この発光ダイオードチップのLED特性を評価した結果、発光出力2.49mWを得た。しかし、逆方向電圧不良及び透明導電膜の剥がれるにより、歩留りが80%であった。   As a result of evaluating the LED characteristics of this light emitting diode chip, a light emission output of 2.49 mW was obtained. However, the yield was 80% due to reverse voltage failure and peeling of the transparent conductive film.

<実施例2>
本発明における上記実施例1では、オーミックコンタクト層7とITOからなる透明導電膜8の間において、且つ発光ダイオードの周囲部に、金属から成る電流ブロック層11を設けた。しかし、図2に示すように、更に金属から成る電流ブロック層12を、オーミックコンタクト層7とITOからなる透明導電膜8の間において、且つ表面電極9に略一致した場所に同時に備える構成とすることもでき、これによっても同様に、透明導電膜の剥がれと逆方向特性の悪化を改善する効果を得ることができる。この電流ブロック層12は、電流ブロック層11を形成する工程の一環として設けることができる。
<Example 2>
In the first embodiment of the present invention, the current blocking layer 11 made of metal is provided between the ohmic contact layer 7 and the transparent conductive film 8 made of ITO and around the light emitting diode. However, as shown in FIG. 2, the current blocking layer 12 made of metal is further provided at the same time between the ohmic contact layer 7 and the transparent conductive film 8 made of ITO and at a location substantially coincident with the surface electrode 9. Similarly, the effect of improving the peeling of the transparent conductive film and the deterioration of the reverse direction characteristic can be obtained. The current blocking layer 12 can be provided as part of the process of forming the current blocking layer 11.

<最適条件に付いての根拠>
(1)発光ダイオードの周囲に設ける電流ブロック層11について
第1に発光ダイオードの周囲に設ける電流ブロック層の幅は、最適値がある。
<Reason for optimal conditions>
(1) About the current blocking layer 11 provided around the light emitting diode First, the width of the current blocking layer provided around the light emitting diode has an optimum value.

発光ダイオードの周囲に設ける電流ブロック層の幅は、大きい方が逆方向電圧不良及び透明導電膜の剥がれが少なくなり、歩留りが向上する。しかし、あまり大きくしすぎると、若干の光吸収層となる。また順方向電圧も、高くなる方向になる。このためあまり大きくしすぎたり、小さくしすぎたりすることは望ましくない。よって、好ましくは3μmから50μmであり、より好ましくは5μmから30μmである。   When the width of the current blocking layer provided around the light emitting diode is larger, the reverse voltage failure and the peeling of the transparent conductive film are reduced, and the yield is improved. However, if it is too large, it becomes a slight light absorption layer. The forward voltage also increases. For this reason, it is not desirable to make it too large or too small. Therefore, it is preferably 3 μm to 50 μm, more preferably 5 μm to 30 μm.

第2に発光ダイオードの周囲に設ける電流ブロック層の膜厚には、最適値がある。何故ならば、発光ダイオードの周囲に設ける電流ブロック層の膜厚が厚くなりすぎると、発光した光を取り出しにくくなるからである。また薄くしすぎると、逆方向電圧不良及び透明導電膜の剥がれ不良が多くなるからである。よって発光ダイオードの周囲に設ける電流ブロック層11の膜厚は、2〜25nmが好ましく、より好ましいのは5〜15nmである。   Second, there is an optimum value for the film thickness of the current blocking layer provided around the light emitting diode. This is because if the current blocking layer provided around the light emitting diode is too thick, it is difficult to extract emitted light. Moreover, it is because a reverse voltage defect and the peeling defect of a transparent conductive film will increase when it is made too thin. Therefore, the film thickness of the current blocking layer 11 provided around the light emitting diode is preferably 2 to 25 nm, and more preferably 5 to 15 nm.

(2)発光ダイオードの電極直下に設ける電流ブロック層12について
第3に、電極直下に設ける電流ブロック層のサイズ、つまり直径は、表面電極つまり透明導電膜の上に形成される電極の直径とほぼ同等であるか、若しくはそれよりも大きめに作製することが好ましい。
(2) Regarding the current blocking layer 12 provided immediately below the electrode of the light emitting diode Third, the size, that is, the diameter of the current blocking layer provided immediately below the electrode is approximately equal to the diameter of the electrode formed on the surface electrode, that is, the transparent conductive film. It is preferable to make them equal or larger.

何故ならば、電流ブロック層の直径が表面電極の直径よりも小さいと、電極直下に流入した電流を遮蔽できない箇所が存在し、電流狭窄効果による発光出力の増大を縮小してしまうことになるからである。   This is because if the diameter of the current blocking layer is smaller than the diameter of the surface electrode, there is a portion where the current flowing directly under the electrode cannot be shielded, and the increase in the light emission output due to the current confinement effect is reduced. It is.

また、電流ブロック層から、活性層までの間の半導体層の距離によっても電流ブロック層の直径を最適化する必要がある。例えば、上記実施例の場合、活性層から電流ブロック層までの距離はおよそ1μm程度であり、この程度であれば、電流ブロック層を迂回して流入する電流が電流ブロック層よりも下の半導体層で廻り込むことも殆どなく、極めて効率の高い電流狭窄効果による高輝度化が達成できる。逆に、電流ブロック層から活性層までの半導体層の距離が10μm程度と長い場合、電流ブロック層を迂回して流入した電流が活性層までの半導体層によって、再び電極直下の位置に廻り込んでしまい、結果的に電極直下での発光が増加し、大幅な輝度向上が望めなくなってしまう。この様な場合の対処としては、電極の直径よりも電流ブロック層の直径を大きくすることによって解決される。   Further, it is necessary to optimize the diameter of the current blocking layer according to the distance of the semiconductor layer from the current blocking layer to the active layer. For example, in the case of the above embodiment, the distance from the active layer to the current block layer is about 1 μm, and if this is the case, the current flowing around the current block layer bypasses the semiconductor layer below the current block layer. Therefore, it is possible to achieve high brightness due to the highly efficient current confinement effect. On the contrary, when the distance of the semiconductor layer from the current block layer to the active layer is as long as about 10 μm, the current flowing around the current block layer flows again to the position immediately below the electrode by the semiconductor layer to the active layer. As a result, light emission directly under the electrode increases, and a significant improvement in luminance cannot be expected. A countermeasure for such a case is solved by making the diameter of the current blocking layer larger than the diameter of the electrode.

第4に、発光ダイオードの電極直下に設ける電流ブロック層の膜厚は、最適値がある。何故ならば、電流ブロック層の膜厚が厚くなりすぎると、発光した光を取り出しにくくなるからである。また薄くしすぎると、電流ブロック効果が薄れ、発光出力が向上しなくなるからである。よって電流ブロック層の膜厚は、2〜25nmが好ましく、より好ましいのは5〜15nmである。   Fourth, the film thickness of the current blocking layer provided immediately below the electrode of the light emitting diode has an optimum value. This is because it becomes difficult to extract emitted light if the current blocking layer is too thick. On the other hand, if the thickness is too thin, the current blocking effect is reduced and the light emission output is not improved. Therefore, the film thickness of the current blocking layer is preferably 2 to 25 nm, and more preferably 5 to 15 nm.

第5に、発光ダイオードの電極直下に設ける電流ブロック層の金属は、酸化しやすい金属を用いることが望ましい。何故ならば、酸化した方が、より電流ブロック効果が出るからである。また、発光した光に対しても、透明になり、より光取り出しが良くなり、より発光出力が高くなるからである。   Fifth, it is desirable to use a metal that easily oxidizes as the metal of the current blocking layer provided immediately below the electrode of the light emitting diode. This is because the current blocking effect is more effective when oxidized. Further, it is transparent to the emitted light, so that the light extraction is improved and the light emission output is further increased.

(3)オーミックコンタクト層について
第6に、透明導電膜と接するオーミックコンタクト層7は、主に高濃度にZnが添加されたAlxGa1-xAs(0≦X≦0.4)又は主に高濃度にMgが添加されたGaxIn1-xP(0≦X≦0.7)であることが望ましい。
(3) Ohmic contact layer Sixth, the ohmic contact layer 7 in contact with the transparent conductive film is mainly composed of Al x Ga 1-x As (0 ≦ X ≦ 0.4) or main doped with Zn at a high concentration. Further, Ga x In 1-x P (0 ≦ X ≦ 0.7) in which Mg is added at a high concentration is desirable.

ITOからなる透明導電膜は基本的にn型の半導体材料に属し、また、発光ダイオードは通常、pサイドアップで作製されるのが一般的である。この為、ITOからなる透明導電膜を電流拡散層に付帯した発光ダイオードは、導電型が基板の側からn/p/n接合となってしまう。この為に発光ダイオードではITOからなる透明導電膜とp型半導体層との界面に大きな電位障壁が生じ、通常は非常に動作電圧の高い発光ダイオードとなってしまう。この問題を解消する為、p型半導体層には非常に高いキャリア濃度を有するオーミックコンタクト層が必要となる。   A transparent conductive film made of ITO basically belongs to an n-type semiconductor material, and a light emitting diode is generally manufactured by p-side up. For this reason, the light emitting diode in which the transparent conductive film made of ITO is attached to the current diffusion layer has a conductivity type of n / p / n junction from the substrate side. For this reason, in the light emitting diode, a large potential barrier is generated at the interface between the transparent conductive film made of ITO and the p-type semiconductor layer, and the light emitting diode usually has a very high operating voltage. In order to solve this problem, the p-type semiconductor layer requires an ohmic contact layer having a very high carrier concentration.

それには上記に示した、主に高濃度にZnが添加されたGaAsから低Al混晶比のAlGaAsが適しており、詳しくは、1×1019/cm3以上のキャリア濃度を有していることが好ましい。又は、上記に示した、主に高濃度にMgが添加されたGaxIn1-xP(0≦X≦0.7)が適しており、詳しくは、1×1019/cm3以上のキャリア濃度を有していることが好ましい。 For this purpose, AlGaAs having a low Al mixed crystal ratio to GaAs mainly doped with Zn at a high concentration is suitable. Specifically, it has a carrier concentration of 1 × 10 19 / cm 3 or more. It is preferable. Alternatively, Ga x In 1-x P (0 ≦ X ≦ 0.7) in which Mg is mainly added at a high concentration as described above is suitable, and more specifically, 1 × 10 19 / cm 3 or more. It preferably has a carrier concentration.

第7に、上記オーミックコンタクト層7は、例えばGaAsから低Al混晶比のAlGaAsであり、このオーミックコンタクト層の膜厚は1nmから50nmの範囲にあることが好ましい。   Seventh, the ohmic contact layer 7 is, for example, GaAs to AlGaAs having a low Al mixed crystal ratio, and the thickness of the ohmic contact layer is preferably in the range of 1 nm to 50 nm.

何故ならば、上記オーミックコンタクト層7は、いずれも活性層5で発光した光に対し吸収層となるバンドギャップを有している為、膜厚が厚くなるに連れ、発光出力が低下してしまう。従って、オーミックコンタクト層7の膜厚の上限をおよそ50nmとする。しかし、より好ましくは30nmまでである。また、オーミックコンタクト層7の膜厚が1nm未満になってくると、今度はITOからなる透明導電膜8とオーミックコンタクト層7との間でのトンネル接合が難しくなってくる為、低動作電圧化、動作電圧の安定化が困難になる。従ってITOからなる透明導電膜8と接するオーミックコンタクト層7の膜厚には最適値があり、それは1nmから50nmなのである。   This is because the ohmic contact layer 7 has a band gap that serves as an absorption layer for the light emitted from the active layer 5, so that the light emission output decreases as the film thickness increases. . Therefore, the upper limit of the film thickness of the ohmic contact layer 7 is set to about 50 nm. However, it is more preferably up to 30 nm. Further, when the film thickness of the ohmic contact layer 7 is less than 1 nm, it becomes difficult to tunnel between the transparent conductive film 8 made of ITO and the ohmic contact layer 7, so the operating voltage is lowered. This makes it difficult to stabilize the operating voltage. Accordingly, the film thickness of the ohmic contact layer 7 in contact with the transparent conductive film 8 made of ITO has an optimum value, which is 1 nm to 50 nm.

(4)ITOからなる透明導電膜8について
第8に、ITOからなる透明導電膜8を形成する方法は、真空蒸着法であることが望ましい。理由は、以下製造方法ごとに述べる。
(4) About the transparent conductive film 8 made of ITO Eighth, the method of forming the transparent conductive film 8 made of ITO is preferably a vacuum deposition method. The reason will be described below for each manufacturing method.

まずスパッタ法においては、スパッタ装置自体の設備額が高額で、更に、1バッチあたりのチャージ枚数が少ないことから、スループットが問題となる。   First, in the sputtering method, the equipment cost of the sputtering apparatus itself is high, and furthermore, the number of charged sheets per batch is small, so throughput is a problem.

次に、MOD溶液を用いたスプレー法においては、第一に基板の表面温度を500℃以上に加熱しないとITOから成る透明導電膜の抵抗率を下げることができない為、発光ダイオード用エピタキシャルウェハに対する熱の影響が大きく、オーミックコンタクト層の表面を酸化してしまい、トンネル接合が達成されなくなってしまうという問題が発生する。また、ITOからなる透明導電膜の高温での成膜になるので、ITOのキャリア濃度が低下してしまい、トンネル接合しずらい状況を作ってしまうことも問題である。更には、多数枚チャージ、つまりスループットの高い製造設備の作製が難しく、安定した量産を行うには難しい。   Next, in the spray method using the MOD solution, first, the resistivity of the transparent conductive film made of ITO cannot be lowered unless the surface temperature of the substrate is heated to 500 ° C. or higher. The influence of heat is large, and the surface of the ohmic contact layer is oxidized, resulting in a problem that a tunnel junction cannot be achieved. In addition, since the transparent conductive film made of ITO is formed at a high temperature, the carrier concentration of ITO is lowered, which makes it difficult to make a tunnel junction. Furthermore, it is difficult to charge a large number of sheets, that is, to manufacture a manufacturing facility with high throughput, and it is difficult to perform stable mass production.

次に、塗布法においてはスプレー法、スパッタ法、真空蒸着法と比較して、抵抗率を下げることが非常に難しいことが挙げられる。このことからオーミックコンタクト層とのトンネル接合が非常に難しい。更には、ITOからなる透明導電膜を200nmから500nm程度まで形成するのに、塗布、乾燥、焼成といった工程を幾度となく行う必要があることから、スループットが非常に悪い。   Next, in the coating method, it is very difficult to lower the resistivity as compared with the spray method, the sputtering method, and the vacuum deposition method. This makes it very difficult to make a tunnel junction with the ohmic contact layer. Furthermore, since a transparent conductive film made of ITO is formed from about 200 nm to about 500 nm, it is necessary to repeatedly perform steps such as coating, drying, and baking, so that the throughput is very poor.

以上の理由から、製造装置の価格が安く、且つ安定性に優れ、スループットの高い方法である真空蒸着法が、ITOからなる透明導電膜8の成膜方法として好ましいのである。   For the above reasons, the vacuum deposition method, which is a method with a low manufacturing apparatus price, excellent stability, and high throughput, is preferable as a method for forming the transparent conductive film 8 made of ITO.

第9にITOからなる透明導電膜8の膜厚は200nmから500nmの範囲にあることが好ましい。   Ninth, the film thickness of the transparent conductive film 8 made of ITO is preferably in the range of 200 nm to 500 nm.

下限が200nmである所以は、充分な電流分散効果を得る為にはおよそ200nm程度の膜厚が必要だからである。次に上限が500nmである所以は、真空蒸着法で形成する場合、ITOからなる透明導電膜8の膜厚が500nm程度になってくると、ITOからなる透明導電膜8の透明性、つまり透過率が徐々に悪化してしまうという現象がある為である。また、およそ200nmから300nm程度のITOからなる透明導電膜8によって充分な電流分散効果が得られることから、あまり厚くし過ぎても製造コストを増加させてしまうだけになる。   The reason why the lower limit is 200 nm is that a film thickness of about 200 nm is necessary to obtain a sufficient current dispersion effect. Next, since the upper limit is 500 nm, when the film thickness of the transparent conductive film 8 made of ITO becomes about 500 nm when formed by vacuum deposition, the transparency of the transparent conductive film 8 made of ITO, that is, transmission This is because the rate gradually deteriorates. Further, since a sufficient current dispersion effect can be obtained by the transparent conductive film 8 made of ITO having a thickness of about 200 nm to 300 nm, the manufacturing cost is only increased even if it is made too thick.

従って、ITOからなる透明導電膜8の膜厚は200nmから500nmの範囲にあることが好ましく、より好ましくは200nmから400nm程度であると言える。   Therefore, the film thickness of the transparent conductive film 8 made of ITO is preferably in the range of 200 nm to 500 nm, more preferably about 200 nm to 400 nm.

<変形例1>
本発明における実施例では、AlGaInP系発光ダイオードを挙げて詳しく説明したが、本発明が意図するのは、発光ダイオードの周囲部であり、且つ半導体層とITOからなる透明導電膜の間に金属から成る電流ブロック層を設ける技術であり、これはAlGaInP系発光ダイオードに限定されるものではない。すなわち、本発明は、他の材料、例えばAlGaAs系発光ダイオードや、InGaAsP系長波長発光ダイオードにも適用可能である。
<Modification 1>
In the embodiments of the present invention, the AlGaInP-based light emitting diode has been described in detail. However, the present invention is intended for the periphery of the light emitting diode and from the metal between the semiconductor layer and the transparent conductive film made of ITO. This is a technique for providing a current blocking layer, which is not limited to an AlGaInP light emitting diode. That is, the present invention can be applied to other materials such as AlGaAs light emitting diodes and InGaAsP long wavelength light emitting diodes.

<変形例2>
本発明における実施例では、発光部をn型クラッド層4、活性層5、p型クラッド層6によって構成したが、例えば、導電型決定不純物の拡散を抑止する為の半導体層(拡散抑止層)を活性層の上下、若しくは上側か下側の一方に追加的に設けることもできる。かかる構成の下でも、同様に、透明導電膜の剥がれと逆方向特性の悪化を改善する効果を得ることができる。この拡散抑止層はアンドープであるか、若しくは低濃度の半導体層であっても良い。いずれにしろ、この導電型決定不純物の拡散を抑止する為の拡散抑止層の有無に関わりなく本発明を適用することができる。
<Modification 2>
In the embodiment of the present invention, the light emitting part is constituted by the n-type cladding layer 4, the active layer 5, and the p-type cladding layer 6. For example, a semiconductor layer (diffusion suppression layer) for suppressing diffusion of conductivity type determining impurities. Can be additionally provided above and below the active layer, or on either the upper side or the lower side. Even under such a configuration, the effect of improving the peeling of the transparent conductive film and the deterioration of the reverse direction characteristic can be obtained. This diffusion suppression layer may be undoped or a low concentration semiconductor layer. In any case, the present invention can be applied regardless of the presence or absence of a diffusion suppression layer for suppressing the diffusion of the conductivity type determining impurity.

<変形例3>
本発明における実施例では、GaAsからなる基板1上に発光ダイオード構造を形成し、それに電流ブロック層11、ITOからなる透明導電膜8を順次形成することで発光ダイオードを得たが、その他にも例えば、基板がGeからなる場合や、または実施例のように一度GaAsからなる基板上に発光ダイオード構造を形成し、その後、種々のウェハ融着技術を用いて、当初形成した発光ダイオード構造を生かし、異種基板に貼り付けられた状態での発光ダイオードにおいても、本発明に示した金属による電流ブロック層と、ITOからなる透明導電膜によって構成される電流狭窄型の発光ダイオードは、基板の材料に関わらず適用可能であり、本発明の意図する効果を得ることができる。
<Modification 3>
In the embodiment of the present invention, a light emitting diode structure was formed on a substrate 1 made of GaAs, and a current blocking layer 11 and a transparent conductive film 8 made of ITO were sequentially formed thereon. Thus, a light emitting diode was obtained. For example, when the substrate is made of Ge, or as in the embodiment, a light emitting diode structure is once formed on a substrate made of GaAs, and then, using the various wafer fusion techniques, the initially formed light emitting diode structure is utilized. Even in a light-emitting diode attached to a different substrate, a current confinement type light-emitting diode composed of a metal current blocking layer and a transparent conductive film made of ITO shown in the present invention is used as a substrate material. Nevertheless, the present invention can be applied and the intended effect of the present invention can be obtained.

<変形例4>
本発明における実施例では、活性層をクラッド層で挟み込んだ単純なダブルヘテロ構造としたが、他にも例えば活性層が量子井戸構造であっても、本発明の意図する効果を得ることができる。
<Modification 4>
In the embodiment of the present invention, a simple double hetero structure in which the active layer is sandwiched between the clad layers is used. However, even if the active layer has a quantum well structure, for example, the intended effect of the present invention can be obtained. .

本発明の一実施形態にかかるAlGaInP系赤色発光ダイオードの断面構造図である。1 is a cross-sectional structure diagram of an AlGaInP-based red light emitting diode according to an embodiment of the present invention. 本発明の他の実施形態にかかるAlGaInP系赤色発光ダイオードの断面構造図である。It is a cross-section figure of the AlGaInP type red light emitting diode concerning other embodiments of the present invention. 従来例にかかるAlGaInP系赤色発光ダイオードの断面構造図である。It is a cross-section figure of the AlGaInP type red light emitting diode concerning a prior art example.

符号の説明Explanation of symbols

1 基板
2 バッファ層
3 ブラッグ反射層
4 n型クラッド層
5 活性層
6 p型クラッド層
7 オーミックコンタクト層
8 透明導電膜
9 表面電極
10 裏面電極
11 電流ブロック層
12 電流ブロック層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate 2 Buffer layer 3 Bragg reflective layer 4 N-type clad layer 5 Active layer 6 P-type clad layer 7 Ohmic contact layer 8 Transparent conductive film 9 Surface electrode 10 Back electrode 11 Current block layer 12 Current block layer

Claims (10)

基板上に、少なくとも活性層をn型とp型の導電性を示すクラッド層で挟んだ発光部、その上に高濃度に導電型決定不純物を含有したオーミックコンタクト層、その上に透明導電膜が形成され、その表面側と裏面側に電極が形成された構造の発光ダイオードにおいて、
前記発光部と前記透明導電膜の間であり、且つ前記発光ダイオードの表面側電極と略一致しない面領域部分に、金属から成る電流ブロック層が設けられたことを特徴とする発光ダイオード。
A light emitting part having at least an active layer sandwiched between n-type and p-type conductivity clad layers on a substrate, an ohmic contact layer containing a conductivity-determining impurity at a high concentration thereon, and a transparent conductive film thereon In the light emitting diode having a structure in which electrodes are formed on the front side and the back side,
A light-emitting diode, wherein a current blocking layer made of metal is provided in a surface region portion between the light-emitting portion and the transparent conductive film and not substantially coinciding with the surface-side electrode of the light-emitting diode.
請求項1に記載の発光ダイオードにおいて、
前記表面側電極の略直下にも金属から成る電流ブロック層が設けられたことを特徴とする発光ダイオード。
The light emitting diode according to claim 1.
A light-emitting diode characterized in that a current blocking layer made of metal is also provided almost directly below the surface-side electrode.
請求項1に記載の発光ダイオードにおいて、
前記発光ダイオードの表面側電極と略一致しない面領域部分に設けられる金属から成る電流ブロック層が、発光ダイオードの周囲に設けられたことを特徴とする発光ダイオード。
The light emitting diode according to claim 1.
A light-emitting diode, characterized in that a current blocking layer made of metal provided in a surface region portion that does not substantially coincide with the surface-side electrode of the light-emitting diode is provided around the light-emitting diode.
請求項1乃至3のいずれかに記載の発光ダイオードにおいて、
前記高濃度に導電型決定不純物を含有したオーミックコンタクト層が、1×1019/cm3以上のMgを含有したGaxIn1-xP(0≦X≦0.7)から成ることを特徴とする発光ダイオード。
The light emitting diode according to any one of claims 1 to 3,
The ohmic contact layer containing a conductivity-determining impurity at a high concentration comprises Ga x In 1-x P (0 ≦ X ≦ 0.7) containing 1 × 10 19 / cm 3 or more of Mg. A light emitting diode.
請求項1乃至3のいずれかに記載の発光ダイオードにおいて、
前記高濃度に導電型決定不純物を含有したオーミックコンタクト層が、1×1019/cm3以上のZnを含有したAlxGa1-xAs(0≦X≦0.4)から成ることを特徴とする発光ダイオード。
The light emitting diode according to any one of claims 1 to 3,
The ohmic contact layer containing a conductivity-determining impurity at a high concentration is composed of Al x Ga 1-x As (0 ≦ X ≦ 0.4) containing Zn of 1 × 10 19 / cm 3 or more. A light emitting diode.
請求項1乃至5のいずれかに記載の発光ダイオードにおいて、
前記金属から成る電流ブロック層がTi、Ni、AuBeのいずれかから成ることを特徴とする発光ダイオード。
The light emitting diode according to any one of claims 1 to 5,
The light-emitting diode, wherein the current blocking layer made of the metal is made of Ti, Ni, or AuBe.
請求項2に記載の発光ダイオードにおいて、
前記表面側電極の略直下にある金属から成る電流ブロック層の面積が、前記表面電極と同等またはそれより大きい面積を有することを特徴とする発光ダイオード。
The light emitting diode according to claim 2, wherein
The light emitting diode according to claim 1, wherein an area of a current blocking layer made of a metal substantially immediately below the surface side electrode is equal to or larger than that of the surface electrode.
請求項1乃至7のいずれかに記載の発光ダイオードにおいて、
前記基板がGaAsであり、前記発光部がGaInP、AlInP、またはAlGaInPから成ることを特徴とする発光ダイオード。
The light emitting diode according to any one of claims 1 to 7,
The light emitting diode according to claim 1, wherein the substrate is made of GaAs, and the light emitting portion is made of GaInP, AlInP, or AlGaInP.
請求項1乃至8のいずれかに記載の発光ダイオードにおいて、
前記オーミックコンタクト層の膜厚が1nm以上25nm以下であることを特徴とする発光ダイオード。
The light emitting diode according to any one of claims 1 to 8,
The light-emitting diode, wherein the ohmic contact layer has a thickness of 1 nm to 25 nm.
請求項1乃至9のいずれかに記載の発光ダイオードにおいて、
前記透明導電膜がITOから成り膜厚が200nm以上600nm以下であることを特徴とする発光ダイオード。
The light emitting diode according to any one of claims 1 to 9,
The light-emitting diode, wherein the transparent conductive film is made of ITO and has a thickness of 200 nm to 600 nm.
JP2004209665A 2004-07-16 2004-07-16 Light emitting diode Pending JP2006032665A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004209665A JP2006032665A (en) 2004-07-16 2004-07-16 Light emitting diode

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004209665A JP2006032665A (en) 2004-07-16 2004-07-16 Light emitting diode

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2006032665A true JP2006032665A (en) 2006-02-02

Family

ID=35898642

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004209665A Pending JP2006032665A (en) 2004-07-16 2004-07-16 Light emitting diode

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2006032665A (en)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100903821B1 (en) 2006-07-28 2009-06-25 후가 옵토테크 인크. Semiconductor Light-Emitting Device and Method of Fabricating the Same
WO2010064382A1 (en) 2008-12-02 2010-06-10 昭和電工株式会社 Semiconductor device and semiconductor device manufacturing method
WO2012090534A1 (en) * 2010-12-27 2012-07-05 株式会社 東芝 Light emitting element and method for manufacturing same
CN103456853A (en) * 2013-08-15 2013-12-18 扬州中科半导体照明有限公司 White light LED chip and production method thereof
JP2015220404A (en) * 2014-05-20 2015-12-07 豊田合成株式会社 Light-emitting element
JP2019102634A (en) * 2017-12-01 2019-06-24 キヤノン株式会社 Light emitting element array, exposure head using the same, and image forming apparatus
KR20210066003A (en) * 2018-10-31 2021-06-04 오스람 옵토 세미컨덕터스 게엠베하 Optoelectronic semiconductor chips and methods for manufacturing optoelectronic semiconductor chips
US12027645B2 (en) 2018-10-31 2024-07-02 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelectronic semiconductor chip and method for producing an optoelectronic semiconductor chip

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100903821B1 (en) 2006-07-28 2009-06-25 후가 옵토테크 인크. Semiconductor Light-Emitting Device and Method of Fabricating the Same
WO2010064382A1 (en) 2008-12-02 2010-06-10 昭和電工株式会社 Semiconductor device and semiconductor device manufacturing method
US8513674B2 (en) 2008-12-02 2013-08-20 Showa Denko K.K. Semiconductor device and method of manufacturing the same
TWI456792B (en) * 2010-12-27 2014-10-11 Toshiba Kk Light-emitting element and method of manufacturing same
WO2012090534A1 (en) * 2010-12-27 2012-07-05 株式会社 東芝 Light emitting element and method for manufacturing same
JP2012138479A (en) * 2010-12-27 2012-07-19 Toshiba Corp Light-emitting device and method of manufacturing the same
US8816378B2 (en) 2010-12-27 2014-08-26 Kabushiki Kaisha Toshiba Light emitting element and method for manufacturing same
WO2015021776A1 (en) * 2013-08-15 2015-02-19 扬州中科半导体照明有限公司 White light led chip and production method thereof
CN103456853A (en) * 2013-08-15 2013-12-18 扬州中科半导体照明有限公司 White light LED chip and production method thereof
JP2015220404A (en) * 2014-05-20 2015-12-07 豊田合成株式会社 Light-emitting element
JP2019102634A (en) * 2017-12-01 2019-06-24 キヤノン株式会社 Light emitting element array, exposure head using the same, and image forming apparatus
JP7094694B2 (en) 2017-12-01 2022-07-04 キヤノン株式会社 Light emitting element array and exposure head and image forming device using this
KR20210066003A (en) * 2018-10-31 2021-06-04 오스람 옵토 세미컨덕터스 게엠베하 Optoelectronic semiconductor chips and methods for manufacturing optoelectronic semiconductor chips
JP2022506166A (en) * 2018-10-31 2022-01-17 オスラム オプト セミコンダクターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング Manufacturing method of optoelectronic semiconductor chip and optoelectronic semiconductor chip
JP7277580B2 (en) 2018-10-31 2023-05-19 エイエムエス-オスラム インターナショナル ゲーエムベーハー Optoelectronic semiconductor chip and method of manufacturing optoelectronic semiconductor chip
KR102653810B1 (en) * 2018-10-31 2024-04-01 에이엠에스-오스람 인터내셔널 게엠베하 Optoelectronic semiconductor chips and methods for manufacturing optoelectronic semiconductor chips
US12027645B2 (en) 2018-10-31 2024-07-02 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelectronic semiconductor chip and method for producing an optoelectronic semiconductor chip

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4084620B2 (en) Light emitting device and method for manufacturing light emitting device
JP4091261B2 (en) Semiconductor light emitting device and manufacturing method thereof
JP3207773B2 (en) Compound semiconductor light emitting device and method of manufacturing the same
US7368759B2 (en) Semiconductor light-emitting device
JP2008283096A (en) Semiconductor light-emitting element
JP3814151B2 (en) Light emitting element
JP3872398B2 (en) Light emitting device manufacturing method and light emitting device
JP4121551B2 (en) Light emitting device manufacturing method and light emitting device
JP2006261219A (en) Semiconductor light emitting element
US6864514B2 (en) Light emitting diode
JP4281569B2 (en) Method for manufacturing epitaxial wafer for semiconductor light emitting device
WO2020196735A1 (en) Infrared led device
JP2005235798A (en) Light-emitting diode, and epitaxial wafer for the same
JP2006032665A (en) Light emitting diode
JP2005005557A (en) Manufacturing method of semiconductor light emitting device
JP4174581B2 (en) Method for manufacturing light emitting device
JP4710764B2 (en) Semiconductor light emitting device
KR100751632B1 (en) Light emitting device
JP4139321B2 (en) Manufacturing method of light emitting diode
JP2837580B2 (en) Light emitting diode
JP2003046119A (en) Light-emitting diode and method for manufacturing the same
JP2003101071A (en) Semiconductor light-emitting device
JP4108439B2 (en) Light emitting device manufacturing method and light emitting device
JP2007096157A (en) Semiconductor light-emitting element
JP4039187B2 (en) Semiconductor light emitting device