JP2007019057A - 発光ダイオード - Google Patents

Abstract

【課題】高輝度で、耐静電特性に優れた発光ダイオードを提供すること。
【解決手段】基板と、その基板上に形成されたｐｎ接合型の発光部を含む化合物半導体層と、その化合物半導体層上に設けられ、発光部から出射される発光に対して光学的に透明で導電性の材料からなる導電体とを備えており、上記化合物半導体層と導電体との中間に、該導電体よりも高い抵抗を有する高抵抗層が設けられている発光ダイオードである。そして発光ダイオードランプを構成する際には、前記導電体と発光層を挟んで該導電体とは反対側にある半導体層に設けた電極の電位を結線により同じにする。
【選択図】 図４

Description

この発明は、静電耐圧に優れた発光ダイオードに関し、特に、高輝度の発光ダイオード、その製造方法及びランプに関する。

従来、発光ダイオード（ＬＥＤ）の静電耐圧の向上を目的として、ツェナー（Ｚｅｎｅｒ）ダイオード等の電子部品をＬＥＤに接続し、静電気に対する耐圧（所謂、静電耐圧）を向上させる方法が多く用いられてきた。特に、薄い化合物半導体層を用いて構成される窒化ガリウム（ＧａＮ）系ＬＥＤや燐化アルミニウム・ガリウム・インジウム（ＡｌＧａＩｎＰ）系ＬＥＤについて、例えば、特許文献１には、ツェナーダイオードをわざわざ回路に付加し、組み込んで静電耐圧の向上を期待したＬＥＤが記載されている。
特開２００５−２００３８号公報。

また、特許文献２及び３には、コンデンサや抵抗を複雑に組み込んだ電源回路を備えさせることにより、ＬＥＤの静電耐圧を高める技術が開示されている。しかしながら、従来技術では、ツェナーダイオードやコンデンサ等の静電耐圧を上げるための電子部品を電源回路に接続する必要がある。このため、電子部品を設置するためのスペースを確保するため、ＬＥＤが徒に大型化する問題がある。また、より良く静電耐圧を向上させるために、電源回路に組み込むべき電子部品の点数を増加させ様とすると、回路組立て技術が複雑になり、ＬＥＤの製造コストの上昇を避けられない問題がある。
特開２００５− ５７２２８号公報。 、特開２０００−１８８４２５号公報。

また、ｐｎ接合型ＬＥＤと、ＬＥＤとは別にｐｎ接合型保護ダイオードを設けて、それらを電気的に並列に結線することにより、ＬＥＤ逆方向電圧に対する耐圧を向上させる技術も開示されている（特許文献４参照）。また、ｐｎ接合型保護ダイオードをＬＥＤとは別個の単体素子として設ける上記の技術に加えて、同一の基板上に隣接して別個にｐｎ接合型保護ダイオードを設け、逆方向の電圧が印加されても破壊し難いＬＥＤとする方法も開示されている（特許文献５参照）。
特開昭５２− ６１９８２号公報。 特開平１０−２００１５９号公報。

しかしながら、上記の如く保護ダイオードを単品部品として使用し、しかも、電気的に並列に結線させて、ＬＥＤの逆方向電圧を向上させようとする従来技術では、保護ダイオードを配置するための空間が要求され、帰結されるＬＥＤのチップサイズは自ずと大型化してしまう。また、逆方向の過電圧からＬＥＤを保護する機能を発揮させるために、ＬＥＤとは別個に設ける保護ダイオードには、ＬＥＤの発光部へ動作電流を流通させるための電極に加え、保護ダイオード自身を動作させるための電極が必要とされる。例えば、上記の特許文献４に記載される単品のｐｎ接合型保護ダイオードを隣接して配置したＬＥＤにあっては、合計３個（上記の特許文献４の図面 図４参照）または多い場合には合計４個（上記の特許文献４の図面 図１参照）の入力及び出力電極を形成する必要があり、ＬＥＤを作製するための工程を煩雑としていることは否めない。

本発明は、従来技術に於ける上記の問題点に鑑み成されたもので、静電耐圧を改善するためのコンデンサや抵抗等の電子部品を装着した回路をわざわざ付帯させることなく、過電圧に対する保護機能を同一チップの内部に内包させることにより、高輝度で、静電耐圧に優れ、しかも小型であるＬＥＤ、それを廉価に作製できる形成方法、及びそのＬＥＤを利用したランプを提供することを目的とする。

また、保護ダイオード等の単品の電子部品をＬＥＤとは別個に新たに隣接して配置するのではなく、単一のＬＥＤの内部に過電圧に対する保護機能を含ませた簡単な構造をもってして、電極数（換言すれば、結線数）を増加させることなく、ＬＥＤを動作させるために最低限必要な通常の正極性及び負極性の２電極を必要とするのみで、優れた静電耐圧を呈するＬＥＤ、それを廉価に作製できる形成方法、及びそのＬＥＤを利用したランプを提供することを目的とする。

即ち、本発明は、上記の目的を達成するためになされたもので、以下の発明からなる。
（１）ｐｎ接合型の発光部を含む化合物半導体層と、その化合物半導体層上に設けられ、発光部から出射される発光に対して光学的に透明で導電性の材料からなる導電体とを備えてなる発光ダイオードに於いて、上記化合物半導体層と導電体との中間に、該導電体よりも高い抵抗を有する高抵抗層が設けられている、ことを特徴とする発光ダイオード。
（２）高抵抗層を、上記の導電体に接合させて設けられている、ことを特徴とする上記の（１）項に記載の発光ダイオード。
（３）高抵抗層を、厚さを０．５ｎｍ以上で、１０ｎｍ以下とする非晶質材料または非晶質を含む多結晶材料から構成した、ことを特徴とする上記の（１）または（２）項に記載の発光ダイオード。

（４）非晶質材料または非晶質を含む多結晶材料が、半導体層の導電体層との接合面側または導電体層の半導体との接合面側または両側の領域に荷電粒子またはニュートラルビームを照射することにより形成されたものである上記（３）に記載の発光ダイオード。
（５）高抵抗層が、キャリア濃度を５×１０¹⁸ｃｍ^-3以下とする化合物半導体材料から構成されている、ことを特徴とする上記（１）乃至（４）の何れか１項に記載の発光ダイオード。
（６）高抵抗層の、導電体と接合している側とは反対側の表面には、導電体とは反対の伝導型の化合物半導体層が接合されている、ことを特徴とする上記（１）乃至（５）の何れか１項に記載の発光ダイオード。
（７）導電体とは反対の伝導型の化合物半導体層が、燐化ガリウム（ＧａＰ）から構成されている、ことを特徴とする上記（６）に記載の発光ダイオード。

（８）導電体とは反対の伝導型の化合物半導体層が、厚さを５μｍ以上とし、キャリア濃度を１×１０¹⁷ｃｍ^-3以上とすることを特徴とする上記（６）または（７）に記載の発光ダイオード。
（９）導電体と高抵抗層と導電体とは反対の伝導型の化合物半導体層とで構成される接合の降伏電圧（ここでは、１０マイクロアンペア（単位：μＡ）の電流を通流した際の降伏電圧を指す。）が、上記の発光部を備えた発光ダイオードの順方向電圧（ここでは、１０μＡの電流を通流した際の順方向電圧を指す。）の２倍を超え、当該発光ダイオードの逆方向電圧（ここでは、１０μＡの電流を通流した際の逆方向電圧を指す。）の１／２よりも小さい、ことを特徴とする上記（６）乃至（８）の何れか１項に記載の発光ダイオード。
（１０）導電体が、厚さを５０ミクロンメーター（単位：μｍ）以上の導電性化合物半導体材料から構成されている、ことを特徴とする上記（１）乃至（９）の何れか１項に記載の発光ダイオード。

（１１）導電体が、燐化ガリウム（ＧａＰ）から構成されている、ことを特徴とする上記（１）乃至（１０）の何れか１項に記載の発光ダイオード。
（１２）導電体のキャリア濃度が、５×１０¹⁸ｃｍ^-3以下であることを特徴とする上記（１）乃至（１１）のいずれか１項に記載の発光ダイオード。
（１３）導電体の、発光部が配置されているのとは反対側の表面には、金属層が形成されていることを特徴とする上記（１）乃至（１２）のいずれか１項に記載の発光ダイオード。
（１４）導電体の、発光部が配置されているのとは反対側の表面には、透明導電膜が形成されていることを特徴とする上記（１）乃至（１２）のいずれか１項に記載の発光ダイオード。

（１５）発光部には、組成式（Ａｌ_XＧ_1-X）_YＩｎ_1-YＰ（０≦Ｘ≦１，０≦Ｙ≦１）で表記される材料からなる半導体層が含まれている、ことを特徴とする上記（１）乃至（１４）の何れか１項に記載の発光ダイオード。
（１６）発光部を挟んで両側にｎ型、ｐ型の電極が形成され、その一方の導電体側の電極は発光部と導電体の間に位置している、ことを特徴する上記（１）乃至（１５）の何れか１項に記載の発光ダイオード。
（１７）ｐｎ接合型の発光部を含む化合物半導体層と、その化合物半導体層上に発光部から出射される発光に対して光学的に透明で導電性の材料からなる導電体が接合され、上記化合物半導体層と導電体との中間に、該導電体よりも高い抵抗を有する高抵抗層を設けてなる発光ダイオードを製造する方法であって、高抵抗層を、基板上に形成した導電体と接合させる側にある化合物半導体層の表面、または化合物半導体層と接合させる側にある導電体の表面に、荷電粒子またはニュートラルビームを照射して形成する、ことを特徴とする発光ダイオードの製造方法。

（１８）上記（１）乃至（１５）の何れか１項に記載の発光ダイオードを利用して構成された発光ダイオードランプであって、導電体と、発光層を挟んで導電体と反対側の化合物半導体層に設けられた電極とが、同一の伝導型であり、かつ略同一の電位に電気的に接続されている、ことを特徴とする発光ダイオードランプ。
（１９）上記（１７）に記載の発光ダイオードの製造方法に依り製造された発光ダイオード。

本発明では、基板と、その基板上の形成された化合物半導体層から構成されたｐｎ接合構造型の発光部と、その発光部上に設けられた発光部から出射される発光に対して光学的に透明で導電性の材料からなる導電体とを備えてなるＬＥＤに於いて、単一のＬＥＤチップ内に、上記の発光部と導電体との中間に設けた導電体よりも高い抵抗を有する高抵抗層を含む接合構造を内包させる構成としたので、従来技術の如く、ＬＥＤに加えて、ＬＥＤの逆方向耐圧を向上させるための保護ダイオード等の電子部品を敢えて付加させることもなく、また、ＬＥＤと付加する電子部品とを電気的に接続するために電圧を追加して設ける必要もないため、ＬＥＤを動作するに最低限必要な正及び負電極を設けた簡単な構成をもって、逆方向の耐電圧性に優れるＬＥＤを提供できる。

特に、同一のＬＥＤチップに内包させる逆方向の耐圧を向上させるための接合構造を、高抵抗層と、その高抵抗層の一表面で結合する導電体と、その導電体を接合させた表面と対向する表面に接合させて設けた、導電体とは反対の伝導型の化合物半導体層とから構成することとしたので、ＬＥＤの逆方向耐圧を向上させるための保護ダイオード等の電子部品を敢えて付加させることもなく、また、ＬＥＤと付加する電子部品とを電気的に接続するために電圧を追加して設ける必要もなく、簡単な構成をもって、静電気等に因って、不用意に印加される逆方向の電圧に対する耐性に優れるＬＥＤを提供できる。

また、逆方向の耐電圧性を高めるための、導電体と高抵抗層と導電体とは反対の伝導型の化合物半導体層とで構成される接合構造の降伏電圧を、その接合構造を内包するＬＥＤの順方向電圧と逆方向電圧に鑑み、好適な範囲内の値となる様にすることにより、静電気等に因って、不用意に印加される逆方向の電圧に対する耐性に優れるＬＥＤを提供できる。

また、本発明では、静電気等に因って、不用意に印加される逆方向の電圧に対する耐性を向上させるための接合を構成する、導電体、高抵抗層、及び導電体とは反対の伝導型の化合物半導体層を、発光部から出射される発光について光学的に透明な材料から構成することにより、不用意に印加される逆方向の電圧に対して耐性に優れ、尚且つ、発光の外部への取り出し効率の優れた高輝度のＬＥＤを提供できる。

特に、本発明では、発光部が配置されているのとは反対側の導電体の表面に、透明導電膜を形成して、発光部の広い範囲に亘り、素子動作電流を拡散させる構成とすることにより、不用意に印加される逆方向の電圧に対して耐性に優れ、且つ、高輝度のＬＥＤをもたらす効果を上げられる。

特に、本発明では、発光部が配置されているのとは反対側の導電体の表面に、金属膜を設け、発光部からの発光を発光の取り出し方向に反射させる構成とすることにより、不用意に印加される逆方向の電圧に対して耐性に優れ、且つ、高輝度のＬＥＤをもたらすに効果を上げられる。

また、本発明では、基板と、その基板上に化合物半導体層から構成されたｐｎ接合構造型の発光部と、その発光部上に発光部から出射される発光に対して光学的に透明で導電性の材料からなる導電体が接合され、また、上記の発光部と、その発光部上に接合された導電体との中間に、該導電体よりも高い抵抗を有する高抵抗層を設けてなる発光ダイオードを形成する方法であって、高抵抗層を、基板上に形成した導電体と接合させる側にある化合物半導体層の表面、または化合物半導体層と接合させる側にある導電体の表面に、電気的に中性な粒子または荷電粒子のビームを真空中で照射して形成することにより、不用意に印加される逆方向の電圧に対する耐性を向上させるための化合物半導体／高抵抗層／導電体からなる接合構造を簡易にかつ生産性よく形成することができる。

また、本発明では、不用意に印加される逆方向の電圧に対する耐性を向上させるための化合物半導体／高抵抗層／導電体からなる接合構造を内包する発光ダイオードを利用して構成される発光ダイオードランプを、導電体と、発光層より基板側にあり、該導電体と同一の伝導型を呈する化合物半導体層側に設けられた電極とを、略同一の電位に電気的に接続して構成することにより、別途、保護ダイオード、コンデンサー、抵抗等の電子部品をわざわざ付加せずとも、不用意に印加される逆方向の電圧に対する耐性に優れる発光ダイオードランプを簡便に構成できる。

本発明の発光ダイオードは基板と、その基板上に形成されたｐｎ接合型の発光部を含む化合物半導体層と、該化合物半導体層上に設けられた透明で導電性の材料からなる層（以下透明導電体あるいは単に導電体と云うこともある）を備えている。そして化合物半導体層と透明導電体の中間に該導電体よりも高い電気抵抗を有する高抵抗層が設けられている。

ｐｎ接合型構造の発光部は、燐化ガリウム（ＧａＰ）、砒化アルミニウム・ガリウム（ＡｌＧａＡｓ）、窒化（ＧａＩｎＮ）やＡｌＧａＩｎＰ等の組成式（Ａｌ_XＧ_1-X）_YＩｎ_1-YＰ（０≦Ｘ≦１，０≦Ｙ≦１）の化合物半導体材料から構成する。発光部は、単一ヘテロ（ＳＨ）或いは二重ヘテロ（ＤＨ）構造の何れかからも構成できる。発光部に備えられる発光層は、単一量子井戸構造（ＳＱＷ）または多重量子井戸構造（ＭＱＷ）構造からも構成できる。
上記の高抵抗層は発光部の半導体層及び／又は導電体に形成し、これらを接合することにより設けられる。

上記の発光部と導電体との中間に設ける、その導電体よりも高い抵抗を有する高抵抗層は、上記の発光部に対して逆方向の電圧（逆電圧）が印加された際に、素子を動作させるための電流（素子動作電流）以外の電流を不用意に過量に発光部への流通を防ぐための機能を創出する層である。一方、発光部へ順方向に流通される素子動作電流（順方向電流）については、導電体へ順方向電流が漏洩するのを抑制し、順方向電流を発光部に優先的に正常に流通させる機能を発揮するものである。

上記の様な方向性をもった電流の通流をその流通方向に依って効果的に制御するためには、高抵抗層を、上記の導電体に接合させて設け、尚且、その導電体と接合している側とは反対側の表面には、導電体とは反対の伝導型の化合物半導体層が接合される接合構成とするのが好適である。高抵抗層の両側で、コンデンサ的な特性を持つ中間層を接合させた場合、過電流を瞬時に高速に遮断するに好都合である微小容量の接合構成を得るには至らないため、本発明の効果を十分に安定して得るには、高抵抗層の両表面側に、導電体と化合物半導体を直接、接合させる構成とするのが最良である。

高抵抗層に接合させる化合物半導体層には、発光部を構成するクラッド（ｃｌａｄ）層、発光部上に設けられた発光部から出射される発光を外部へ効率的に透過するための窓（ウィンドウ）層、及び発光部上に導電体との接合を容易とするために設けられコンタクト（ｃｏｎｔａｃｔ）層を例示できる。高抵抗層に接合させる化合物半導体層を、例えば、ｐ型の砒化ガリウム（ＧａＡｓ）単結晶基板上に形成されたｐｎ接合型発光部上に設けられたｎ型の化合物半導体層とするならば、高抵抗層の反対側に接合させる導電体はｐ型の伝導性を呈する材料から選択する。
上記の化合物半導体層は、発光部から出射される発光に対して光学的に透明な材料からなる導電層であることが望ましい。例えば、砒化アルミニウム（ＡｌＧａＡｓ）や燐化ガリウム（ＧａＰ）から構成でき、好ましくはＧａＰである。これらは厚さを５μｍ以上とし、キャリア濃度を１×１０¹⁷ｃｍ^-3以上とするのが好適である。

高抵抗層の両側に接合させる化合物半導体層の伝導型に拘らず、高抵抗層はｐ型またはｎ型の何れの伝導型の層からも構成できる。即ち、高抵抗のｐ型（π型と称される場合がある（米津 宏雄著、「光通信素子工学−発光・受光素子−」、平成７年５月２０日、工学図書（株）発行、５版、３１７頁脚注参照）、或いは高抵抗のｎ型（ν型と称される場合がある（上記の「光通信素子工学−発光・受光素子−」、３１７頁脚注参照）の何れからも構成できる。要は、高抵抗層とそれに接合させる化合物半導体層とで、または高抵抗層と導電体とでｐｎ接合が形成されていれば差し支えはない。

高抵抗層は、半導体材料、有機及び無機絶縁体薄膜材料、金属酸化物材料などから構成できる。高抵抗層は、上記の材料からなる単層膜、或いはその単層膜を多重に積層させた多層膜から構成できる。高抵抗層を構成する材料の結晶形態は、非晶質、多結晶または単結晶の何れでも許容されるが、本発明では、高抵抗層を、厚さを０．５ｎｍ以上で１０ｎｍ以下とする、非晶質材料、または非晶質を含む多結晶材料から構成するのを好適とする。高抵抗層に、本発明に係わる導電体を接合させるに際し、高抵抗層を非晶質材料、または非晶質を含む多結晶材料から構成することに依り、接合させる方向のずれに因り発生する歪などが緩和され、密着性に優れる接合を果たせるからである。特に、高抵抗層を、キャリア濃度を５×１０¹⁸ｃｍ^-3以下とする、例えば、ＧａＰ等の化合物半導体材料から構成するのを好適とする。また、伝導性が安定するキャリア濃度としては５×１０¹⁵ｃｍ^-3以上が望ましい。

高抵抗層は、化合物半導体層／高抵抗層／導電体構造に於いて、降伏電圧（Ｖ３：ボルト（Ｖ））（ここでは、１０μＡの電流を通流した際の降伏電圧を指す。）が、上記のｐｎ接合構造型発光部を備えた発光ダイオードの順方向電圧（Ｖ１（Ｖ））（ここでは、１０μＡの電流を通流した際の順方向電圧を指す。）の２倍を超え、当該発光ダイオードの逆方向電圧（Ｖ２（Ｖ））（ここでは、１０μＡの電流を通流した際の逆方向電圧を指す。）の１／２よりも小さくなる様な関係を与える抵抗層であるのが好ましい。即ち、０．５・Ｖ＞Ｖ３＞２．０・Ｖ１の数的関係を与える抵抗層であることが望ましい。更に望ましいのは、高抵抗層が０．３・Ｖ２＞Ｖ３＞３．０・Ｖ１の関係を満たす降伏電圧（深海 豊世司監修、「半導体工学」（１９９３年３月２０日、東京電機大学出版局発行、第１版７刷、７８〜８０頁参照）を与える抵抗層であるのが好ましい。

上記の様な関係にある降伏電圧を好都合にもたらす高抵抗層は、例えば、有機金属化学的気相堆積（ＭＯＣＶＤ）法、ハロゲン（ｈａｌｏｇｅｎ）気相成長エピタキシャル（ＶＰＥ）法、ハイドライド（水素化物；ｈｙｄｒｉｄｅ）ＶＰＥ法、または、分子線エピタキシャル（ＭＢＥ）法などのエピタキシャル成長方法に依り形成できる。特に燐（Ｐ）を構成元素として含む化合物半導体薄膜の成長に常用されているＭＯＣＶＤ法は、高抵抗層の成長にも好適に用いられる。所望の電圧降下を与える高抵抗層を形成する一手段として、高抵抗層の成長時に、ｐ形不純物またはｎ形不純物を故意に添加する、所謂、ドーピング手段が挙げられる。添加する不純物としては、発光部を構成するｎ形またはｐ形層を形成する際に用いたと同一のドーパントや、拡散係数の小さなドーパントが効果的である。

高抵抗層は、本発明の導電体を接合させる半導体層の表面に、元素のイオン、プロトン（Ｈ⁺）、電子等の荷電粒子を照射して、その半導体層の表面領域を非晶質に、或いは非晶質を含む多結晶となすことにより形成できる。また、電気的に中性なラジカル（励起状原子）を照射して、その半導体層の表面領域を非晶質に、或いは非晶質を含む多結晶となすことにより形成できる。質量数が極端に大きな元素のイオンやラジカルを照射すると、その半導体層が被る損傷（ダメージ）も大となり、半導体層の略全体が深さで１０ｎｍを超えて損壊してしまう恐れがあり、このため、好ましい厚さで非晶質領域、或いは非晶質を含む多結晶領域を安定して形成できない不都合が生ずる。照射するに望ましい元素、イオン種としては、窒素イオン、ヘリウム（Ｈｅ）イオン、ネオン（Ｎｅ）イオンやアルゴン（Ａｒ）を例示できる。また、望ましいラジカル種としては、窒素ラジカルやアルゴンラジカルを例示できる。高抵抗層は上記と同様の方法により導電体に形成することも出来る。

本発明は、上記の高抵抗層上に発光層から出射される発光に対して光学的に透明な導電体を接合させた構成とする。これに依り、高輝度の可視ＬＥＤがもたらされる。（Ａｌ_XＧ_1-X）_YＩｎ_1-YＰ（０≦Ｘ≦１，０≦Ｙ≦１）発光層から出射される発光を外部へ透過できる光学的に透明な材料として、ＧａＰ、立方晶や六方晶等の炭化珪素（ＳｉＣ）、砒化アルミニウム・ガリウム（ＡｌＧａＡｓ），窒化ガリウム（ＧａＮ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、セレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）、硫化亜鉛（ＺｎＳ）、ＡｌＧａＩｎＰなどの化合物半導体材料を例示できる。これらの中でＧａＰが好ましい。

高抵抗層に接合させる導電体は、素子の機械強度を維持する観点からすると、５０μｍ以上が望ましく、２００μｍ以上が最適である。

中でも、ＧａＰ結晶は、発光部を構成する例えば、（Ａｌ_XＧ_1-X）_YＩｎ_1-YＰ（０≦Ｘ≦１，０≦Ｙ≦１）と略同様の熱膨張係数を有するなど、発光部上へエピタキシャル成長させるのが容易であること、また、上記の厚さの結晶がバルク（ｂｕｌｋ）結晶としても工業的に製造されているため導電体を構成する材料として有望である。従って、黄緑色から赤色の可視光を放射できる（Ａｌ_XＧ_1-X）_YＩｎ_1-YＰ（０≦Ｘ≦１，０≦Ｙ≦１）発光層について、これらの帯域の発光を透過できるＧａＰから導電体を構成すると、外部への発光の取り出し効率を向上させられ、従って、高輝度の可視ＬＥＤを容易に且つ廉価に作製するに貢献できる。ｎ型の伝導を呈するＧａＰ結晶も、可視光に対する透過率は、ｐ型ＧａＰ結晶と同様、或いは高いため、導電体を構成する材料として好適に用いることができる。

高抵抗層と導電体とは、直接、或いは、例えば接着剤を介して単純に機械的に熱圧着して接合させられる。また、例えば、荷電ビーム接合法または中性ビーム接合法等の従来の接合法を利用できる。例えば、アルゴンまたは窒素ニュートラル（中性）ビーム法を利用して接合させる。特に、接着させるため接着剤等の介在物を用いず、常温（室温）で双方を直接、接合させる技術は、発光部へ熱的衝撃が及ぶのを回避できるため、有利な接合手段と成り得る（Appl. Phys.Lett.,Vol.72,No.13(1998),p.p.1565-1566参照）。また、接合面での、介在物からの汚染に因る例えば、炭素（Ｃ）不純物、酸素（Ｏ）不純物等の不要な蓄積を回避できるため、密着強度に優れる接合を形成することができる。

本発明において、半導体層が接合されている面とは反対側の導電体の表面に、即ち、発光部が配置されているとは反対側にある導電体の表面に、発光層から出射される発光を反射する金属層を設けることができる。これにより高輝度のＬＥＤを得ることができる。金属膜は、可視光に対して反射率の高い、アルミニウム（Ａｌ），金（Ａｕ）や銀（Ａｇ）などの金属からなる単層膜や、異なる金属の膜を多層に積層した多層膜から好ましく構成できる。

発光を、発光の取り出し方向に反射させる作用を有する金属膜は、また、ＬＥＤをステム等の支持冶具に固定（マウント）してＬＥＤランプとなす際に、支持冶具と導電体との導通を向上させるに役立つ。 支持冶具に固定する側の導電体の表面に設ける良導性の金属膜の平面積をより増大させれば、支持冶具と導電体との間で電気的に導通する箇所が増えるため、不用意に逆方向の電圧が印加されても、導電体に流通する逆方向電流の密度を低下できる。このため、過電流に対する保護機能が向上し、不用意に印加される逆方向の電圧に対し、より耐電圧性に優れるＬＥＤをもたらすことができる。

また、半導体層が接合されている面とは反対側の導電体の表面に透明導電膜を形成することが出来る。導電体と支持冶具との導通はこの透明導電膜によってなされる。透明導電膜としては、外部への発光の取り出し効率を損なわない、発光層からの発光について透過率の高いインジウム・錫複合酸化膜（ＩＴＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、アルミニウム・銅酸化物膜などの透明導電膜から望ましく構成できる。高抵抗層の表面に設ける透明導電膜は、高抵抗層の導電型に一致する材料から構成するのが尤もである。透明導電膜は例えば、一般的な高周波スパッタ法や、ゾル−ゲル法等の湿式手段など公知の手段で形成できる。

本発明に係わるＬＥＤでは、高抵抗層を挟んで配置されている導電体と半導体層とは、互いに逆の伝導型を有する。例えば、高抵抗層との発光部側の表面で接合する半導体層がｎ型の伝導を呈する材料から構成されている場合、高抵抗層の他の表面で接合する導電体をｐ型の材料から構成する。逆に、高抵抗層との発光部側の表面で接合する半導体層がｐ型の伝導を呈する例えば、ｐ型ＧａＰから構成したとすると、高抵抗層の他の表面で接合する導電体は、例えば、ｎ型ＧａＰら構成する。要約すれば、発光部の最表層のｐ型層（或いは、発光部上に設けたｐ型層）／高抵抗層／ｎ型導電体（記号／は接合を表す）、または、発光部の最表層をなすｎ型層（或いは、発光部上に設けたｎ型層）／高抵抗層／ｐ型導電体の積層構成とする。このような構成にすることにより、高抵抗層の抵抗値を高めることができる。

前項に記載の如くの導電型の組み合わせからなる積層構成とすることに依り、静電気等に因り、不用意に印加される逆方向の電圧に対し、耐電圧性に優れるＬＥＤをもたらせる。特に、導電体を、キャリア濃度が５×１０¹⁸ｃｍ^-3以下、更に望ましくは１×１０¹⁸ｃｍ^-3以下の例えば、ＧａＰ結晶から構成すると、事の他、逆方向の耐電圧性に優れるＬＥＤを構成できる。

本発明に係わる不用意に印加される逆方向の電圧に対して優れた耐電圧性を有するＬＥＤを利用してＬＥＤランプを構成するに際し、その耐電圧機能を顕現する上記の接合構造をなす導電体と、発光部上に設けた正又は負の何れかの極性の電極とを等電位又は略等電位とする様に電気的に接続すると逆方向の耐電圧性を十分に発揮できるＬＥＤランプを作製できる。導電体、または導電体の一表面に設けた上記の金属膜、或いはまた導電体の一表面に設けた透明導電膜と、発光部上に設けた正又は負の何れかの極性の電極とを略等電位に電気的に接続するのは、例えば支持器具等の同一の端子に結線し、接続する方法により簡便に達成できる。

本発明に依る不用意に印加される逆方向の電圧に対して耐電圧性を発揮する接合構造は、その降伏電圧（上記した電圧Ｖ３である）が、ｐｎ接合型発光部の逆方向電圧（上記の電圧Ｖ２である。）より低値となる様に構成されている。従って、不用意に逆方向の電圧が印加された際に発生する逆方向電流を、発光部上の正又は負何れかの極性の電極を経由して、ｐｎ接合部の逆方向電圧の高い発光部に流通するよりもむしろ、降伏電圧の低い上記の接合構造を介し、発光部を経由させずに他の極性の電極へと逃がすことができる。従って、不用意な逆方向の過電流の通流に因るＬＥＤの発光部の破壊を回避できる。

更に、導電体と導通している支持冶具の広い平面領域を、導電体と発光部上に設けた正又は負の何れかの極性の電極と略等電位としておくと、導電体と支持冶具との接触面積の大きさから、導電体に流通する逆方向電流の密度を下げられるため、より効率的に不用意な逆方向の過電流を逃がすに効果を奏する。即ち、ＬＥＤに内包される本発明の接合構造をなす導電体に対し、本発明に記載の電気的接続を施せば、従来の如く、保護ダイオード、コンデンサー、抵抗等の電子部品を敢えてＬＥＤに別途、付加して設ける必要も無く、不用意に印加される逆方向の電圧に対して耐電圧性に優れるＬＥＤランプを提供できる。

電極はオーミック電極で、発光部を挟んで両側に設けられる。この場合一方の電極は発光部と高抵抗層の間の位置に設けられる。例えば基板上にｎ型バッファ層、ｎ型クラッド層、ウィンドウ層、ｎ型コンタクト層等のｎ型半導体層、発光層、ｐ型半導体層を積層した場合、ｎ型電極はｎ型コンタクト層等のｎ型半導体層に接触させて設ける。またブラッグ（Ｂｒａｇｇ）反射層がある場合はこれに接触させて設ける。ｐ型電極は高抵抗層と接続されるｐ型層内に設ける。この場合導電体はｎ型電極と同じ伝導型、即ちｎ型となる。このオーミック電極は、例えば、導電体と略等電位となす結線（ｂｏｎｄｉｎｇ）を施すために半導体層の表面に設けられたオーミック性金属膜からなる台座（ｐａｄ）電極で代用できる。

また、電極は台座電極と、台座電極に導通させて、その表面上に、延在させた電極とから構成できる。延在させる電極をオーミック性金属膜から構成する場合、台座電極は、それを設ける半導体層についてオーミック性接触を呈する金属膜から、必ずしも構成する必要はない。台座電極と延在させた電極とから電極を構成する場合、台座電極の半導体層についてのオーミック接触性の有無に拘らず、台座電極と延在させる電極とは必ず、電気的に導通させる構成とする。延在させるオーミック電極は、例えば、平面視で格子状、網状、同心円状、または枠状等の形状にフォトリソグラフィー技術等を利用して加工されたオーミック性金属膜から構成できる。

導電体と略等電位に保たれた電極と対をなし、導電体とは反対の極性の一方の電極は、発光部を形成するに用いた基板を除去することに依り、露出させた基板上に設けたＬＥＤ用途の積層構造体を構成する半導体層に接触させて設けることができる。特に、ＧａＡｓ等の発光部から出射される光の波長に対応する禁止帯幅より小さなバンドギャップを有する材料からなる基板を使用する場合、発光を吸収してしまう基板を除去した上で、一方の電極を設ければ高輝度のＬＥＤを得ることができる。この一方の電極は、発光部からの発光に対して光学的に不透明な基板材料を除去して露出させた、発光波長に対応する禁止帯幅を超える大きなバンドギャップを有する半導体層上に設けるのが好適である。例えば、禁止帯幅の大きな半導体材料からなるクラッド層や超格子構造バッファ層の表面に設ける。

（実施例１）
本実施例では、本発明に係わる発光ダイオードを作製した例を具体的に説明する。
図１および図２は、本実施例で作製した半導体発光ダイオードを示した図で、図１はその平面図、図２は図１のＩ−Ｉ線に沿った断面図である。図３は、半導体発光ダイオードに用いられる半導体エピタキシャルウェーハの層構造の断面図である。
本実施例で作製した半導体発光ダイオード１０は、ＡｌＧａＩｎＰ発光部を有する赤色発光ダイオード（ＬＥＤ）である。

このＬＥＤでは、Ｓｉをドープしたｎ形の（１００）面から１５°傾けた面を有するＧａＡｓ単結晶からなる半導体基板１１上に順次積層された、Ｔｅをドープしたｎ形のＧａＡｓからなる緩衝層１３０、Ｔｅをドープしたｎ形の（Ａｌ０．５Ｇａ０．５）０．５Ｉｎ０．５Ｐからなるコンタクト層１３１、Ｔｅをドープしたｎ形の（Ａｌ０．７Ｇａ０．３）０．５Ｉｎ０．５Ｐからなる下部クラッド層１３２、アンドープの（Ａｌ０．２Ｇａ０．８）０．５Ｉｎ０．５Ｐ／Ａｌ０．７Ｇａ０．３）０．５Ｉｎ０．５Ｐの20対からなるMQW構造の発光層１３３、およびＭｇをドープしたｐ形の（Ａｌ０．７Ｇａ０．８）０．５Ｉｎ０．５Ｐからなる上部クラッド層および薄膜（Ａｌ０．５Ｇａ０．５）０．５Ｉｎ０．５Ｐからなる中間層１３４、Ｍｇドープしたｐ型ＧａＰ層１３５からなる半導体層１３が構成されている。また、このＬＥＤの発光部１２は、下部クラッド層１３２、発光層１３３、上部クラッド層＋中間層１３４から構成されている発光構造である。

本実施例では、トリメチルアルミニウム、トリメチルガリウムおよびトリメチルインジウムをIII族構成元素の原料に用いた減圧の有機金属化学気相堆積法（ＭＯＣＶＤ法）により、上記の半導体層１３０〜１３５各層をＧａＡｓ基板１１上に積層し、図３に示したエピタキシャルウェーハを形成した。Ｍｇのドーピング原料にはシクロペンタジエチルＭｇを使用した。Ｔｅのドーピング原料にはジメチルＴｅを使用した。また、Ｖ族構成元素の原料としては、ホスフィンまたはアルシンを用いた。半導体層１３を構成する各層のＭＯＣＶＤ法における成長温度は、７３０℃、ＧａＰ層を７５０℃、で成長した。

ＧａＡｓ緩衝層１３０のキャリア濃度は約５×１０¹⁸ｃｍ^-3、また、層厚は約０．２μｍとした。コンタクト層１３１は、（Ａｌ０．５Ｇａ０．５）０．５Ｉｎ０．５Ｐキャリア濃度は約２×１０¹⁸ｃｍ^-3、層厚は、約１．５μｍとした。ｎ−クラッド層１３２のキャリア濃度は約８×１０¹⁷ｃｍ^-3、また、層厚は約１μｍとした。発光層１３３は、アンドープの０．８μｍとした。ｐ−クラッド層１３４のキャリア濃度は約２×１０¹⁷ｃｍ^-3とし、また、層厚は１μｍとした。ＧａＰ層１３５のキャリア濃度は約３×１０¹⁸ｃｍ^-3とし、層厚は９μｍとした。
その後、エピ成長表面を約１μｍ鏡面加工し、表面粗さが、０．１２ｎｍとした。

次に、透明な導電体として、ＧａＰ導電体１５０を用いた。ＧａＰ導電体は、Ｓ（硫黄）を約１×１０¹⁸ｃｍ^-3ドープしたｎ型ＧａＰ単結晶で、面方位（１００）５度オフを使用した。導電体の大きさは、５１ｍｍφで、厚さは２５０μｍである。
ＧａＰ基板の表面は、鏡面研磨され、表面粗さ（ｒｍｓ）が、０．１２ｎｍであった。
貼付け装置にＧａＰ導電体１５０および図３のエピタキシャルウェーハをセットし、３×１０^-5Ｐａまで真空排気した。その後、Ａｒガスをイオン化し１ｋｅＶのエネルギーまで加速した。次に、電子によりニュートラル化して、Ａｒビームとした。このビームを鏡面研磨された透明導電体およびエピウェーハ表面に２分間照射し、表面汚染を除去し、表面を活性化した。
照射後、そのまま真空中で重ね合わせ、１０ｇ／ｃｍ²となる荷重をかけ、両者を真空中で室温接合した。接合したウェーハの詳細を図４に示す。
この接合界面を分析した結果、接合界面に、厚さ３ｎｍの非晶質層（高抵抗層）１４が観察された。

次に、接合したウェーハから、ＧａＡｓ基板１１およびＧａＡｓ緩衝層１３０をアンモニア系エッチャントにより選択的に除去した。
コンタクト層１３１の表面に第１のオーミック電極１５として、ＡｕＧｅ、Ｎｉ合金を厚さが０．２μｍ、Ｐｔを０．２μｍ、Ａｕを1μｍとなるように真空蒸着法によりｎ形オーミック電極を形成した。一般的なフォトリソグラフィー手段を利用してパターニングを施し、電極１５を形成した。
次に、p電極を形成する領域のエピ層１３１〜１３４を選択的に除去し、ＧａＰ層１３５を露出させた。ＧａＰ層の表面にＡｕＢｅを０．２μｍ、Ｐｔを０．２μｍ、Ａｕを１μｍとなるように真空蒸着法でｐ形オーミック電極１６を形成した。
４５０℃で１０分間熱処理を行い、合金化し低抵抗のｐ型およびｎ型オーミック電極を形成した。

次に、ダイシングソーを用い３５０μｍ間隔で切断し、チップ化した。ダイシングによる破砕層および汚れを硫酸・過酸化水素混合液でエッチング除去し、図１、２に示した非晶質層（高抵抗層）を有する半導体発光ダイオード（チップ）を作製した。チップの電気特性は、順方向に２０ミリアンペア（ｍＡ）の電流を通流した際の順方向電圧（Ｖｆ：２０ｍＡ当り）は、接合界面の低抵抗、各電極１５、１６の良好なオーミック特性を反映し、約２．１ボルト（Ｖ）となった。発光部の１０μＡ当りの順方向電圧Ｖ１は、約１．５Ｖ、１０μＡ当りの逆方向電圧Ｖ２は、約４０Ｖであった。
上記のようにして作製した発光ダイオードチップ４２を、図５、６に示すように、Ａｇペーストで電極端子４３の上にマウントし、ｎ電極１５と電極端子４３を金ワイヤー４６で接続した。この結果、チップの裏面とｎ電極１５は、電気的に同電位とした。一方、ｐ型電極１６は、もう１つの電極端子４４と金ワイヤー４６で配線した。次に、エポキシ樹脂４１でモールドし発光ダイオードを作製した。

ｐ電極端子４４とｎ電極端子４３に電流を流したところ、主波長が６２０ｎｍである赤色の光が出射された。順方向に２０ミリアンペア（ｍＡ）の電流を通流した際の順方向電圧（Ｖｆ：２０ｍＡ当り）は、接合界面の低抵抗、各電極１５、１６の良好なオーミック特性を反映し、約２．１ボルト（Ｖ）となった。順方向電圧（Ｖｆ：１０μＡ当り）Ｖ１は、約１．５Ｖ、逆方向電圧Ｖ２（１０μＡ当り）は、約４０Ｖとなった。また高抵抗層の特性を反映した降伏電圧Ｖ３は１２Ｖであった。この時の発光強度は、発光部の発光効率が高く、外部への取りだし効率も工夫されている事を反映し、５００ｍｃｄの高輝度であった。これらのランプから３０個抜き取り静電耐圧試験をした結果を表１に示す。
１００ｐＦ、１．５ｋΩの条件で、５０００Ｖでダイオードの破壊（Ｖ１が１０％以上変動）は、なかった。静電耐圧に優れた、発光ダイオードであった。
本実施例では、Ｖ１＝１．５Ｖ、Ｖ２＝４０Ｖ、Ｖ３＝１２Ｖで、０．５×Ｖ２＞Ｖ３＞２×Ｖ１の関係を満足している。
静電試験の逆電圧印加時は、電流が導電体１５０、非晶質層１４、ｐ電極１６を流れ、発光部に負荷を与えない為である。順方向印加時は、発光部に電流が流れるが、順方向は、静電耐圧が高く破壊に至らない。
本実施例と電気的極性を逆にしても、同様な効果が得られる。

（実施例２）
上記の実施例と同様なプロセスを用いた。但し導電体を厚さ０．１ｍｍの表面研磨したｎ型のＳｉＣとした。非晶質層の厚さは、約１ｎｍであった。
この素子にｐ電極端子とｎ電極端子に電流を流したところ、主波長が６２０ｎｍである赤色の光が出射された。この時の発光強度は、５２０ｍｃｄの高輝度であった。順方向に２０ミリアンペア（ｍＡ）の電流を通流した際の順方向電圧（Ｖｆ：２０ｍＡ当り）は、接合界面の低抵抗、各電極の良好なオーミック特性を反映し、約２．１ボルト（Ｖ）となった。
本実施例では、Ｖ１＝１．５Ｖ、Ｖ２＝３９Ｖ、Ｖ３＝６Ｖで、０．５×Ｖ２＞Ｖ３＞２×Ｖ１の関係を満足している。
これらのランプから３０個抜き取り静電耐圧試験をした結果、１００ｐＦ、１．５ｋΩ、５０００Ｖで破壊は、０個であった。

（比較例１）
上記の実施例１と同様なプロセスを用いたが、導電体の代わりに厚さ０．０８ｍｍの表面研磨した絶縁体であるサファイアとした。非晶質の厚さは約２ｎｍであった。チップ裏面が、絶縁されているため高抵抗層に電流がながれない。
従って、降伏電圧Ｖ３は非常に高く（＞１００Ｖ）、Ｖ３＞０．５×Ｖ２＞２×Ｖ１の関係になり、保護構造が機能していない。ｐ電極端子４４とｎ電極端子４３に電流を流したところ、主波長が６２０ｎｍである赤色の光が出射された。順方向に２０ミリアンペア（ｍＡ）の電流を通流した際の順方向電圧（Ｖｆ：２０ｍＡ当り）は、接合界面の低抵抗、各電極１５、１６の良好なオーミック特性を反映し、約２．１ボルト（Ｖ）となった。順方向電圧（Ｖｆ：１０μＡ当り）Ｖ１は、約１．５Ｖ、逆方向電圧は、Ｖ２（１０μＡ当り）となり、約４０Ｖとなった。この時の発光強度は、発光部の発光効率が高く、外部への取りだし効率も工夫されている事を反映し、４９０ｍｃｄの高輝度であった。これらのランプから３０個抜き取り静電耐圧試験をした結果を表１に示す。
１００ｐＦ、１．５ｋΩの条件で、３０００Ｖでダイオードの破壊（Ｖ１が１０％以上変動）が、５個発生した。

（実施例３）
上記の実施例１と同様なプロセスを用い、導電体をＺｎドープのｐ型ＧａＰでキャリア濃度が９×１０¹⁸ｃｍ^-3とした。この素子にｐ電極端子とｎ電極端子に電流を流したところ、主波長が６２０ｎｍである赤色の光が出射された。順方向に２０ミリアンペア（ｍＡ）の電流を通流した際の順方向電圧（Ｖｆ：２０ｍＡ当り）は、接合界面の低抵抗、各電極の良好なオーミック特性を反映し、約２．１ボルト（Ｖ）となった。順方向電圧（Ｖｆ：１０μＡ当り）は、約１．５Ｖ、逆方向電圧（Ｖｒ：１０μＡ当り）は、約４．５Ｖとなった。この時の発光強度は、４５０ｍｃｄの高輝度であった。これらのランプから３０個抜き取り静電耐圧試験をした結果、１００ｐＦ、１．５ｋΩ、５０００Ｖで破壊は、なかった。
発光部の逆方向電圧（Ｖ２：１０μＡ当り）は、約３８Ｖであった。
高抵抗層の抵抗が、低いため、Ｖ３が４Ｖとなった。

（実施例４）
高抵抗層を形成する条件を変えた以外は上記の実施例１と同様なプロセスを用いた。照射エネルギーを７ｋｅＶで、２０分間Ａｒビームを照射し、ＧａＰ導電体とエピウェーハを接合した。高抵抗層（非晶質層）の厚さは、１３ｎｍであった。
このチップは、主波長が６２０ｎｍである赤色の光が出射された。順方向に２０ミリアンペア（ｍＡ）の電流を通流した際の順方向電圧（Ｖｆ：２０ｍＡ当り）は、２．１ボルト（Ｖ）、この時の発光強度は、４８０ｍｃｄであった。また、順方向電圧（Ｖｆ：１０μＡ当り）は、約１．５Ｖ、逆方向電圧（Ｖｒ：１０μＡ当り）は、約３５Ｖとなった。これらのランプから３０個抜き取り静電耐圧試験をした結果、１００ｐＦ、１．５ｋΩ、５０００Ｖで破壊は、１０個であった。
発光部の逆方向電圧（Ｖ２：１０μＡ当り）を測定して結果は、約３８Ｖであった。
これは、０．５×Ｖ２＜Ｖ３の関係にあり、逆電圧の保護機能が若干低下したため、静電耐圧が低下したと考えられる。

本発明の発光ダイオードを用いてランプを構成することにより、高輝度で耐静電特性に優れたものが得られ、各種の表示装置、証明器具等に利用することができる。

本発明の発光ダイオードの一例を示す平面図である。 本発明の発光ダイオードの、図１のＩ−Ｉ線に沿った断面を示す図である。 本発明の発光ダイオードに係わるエピタキシャルウェーハの断面を示す図である。 本発明の発光ダイオードの断面を示す図である。 本発明の発光ダイオードランプの平面図である。 図５の発光ダイオードランプの断面図矢視図である。

符号の説明

１０ 半導体発光ダイオード
１１ 半導体基板
１２ 発光部
１３ エピタキシャル成長層
１３０ 緩衝層
１３１ コンタクト層
１３２ 下部クラッド層
１３３ 発光層
１３４ 上部クラッド層
１３５ ＧａＰ層
１５０ 透明導電体
１４ 非晶質層
１５ 第１の電極（ｎ型オーミック）
１６ 第２の電極（ｐ型オーミック）
４１ エポキシ樹脂
４２ 発光ダイオード
４３ 第１の電極端子
４４ 第２の電極端子
４５ 絶縁性基板
４６ 金ワイヤー

Claims (19)

1. ｐｎ接合型の発光部を含む化合物半導体層と、その化合物半導体層上に設けられ、発光部から出射される発光に対して光学的に透明で導電性の材料からなる導電体とを備えてなる発光ダイオードに於いて、上記化合物半導体層と導電体との中間に、該導電体よりも高い抵抗を有する高抵抗層が設けられている、ことを特徴とする発光ダイオード。
2. 高抵抗層が、上記の導電体に接合させて設けられている、ことを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオード。
3. 高抵抗層が、厚さを０．５ナノメーター（単位：ｎｍ）以上で、１０ｎｍ以下とする非晶質材料または非晶質を含む多結晶材料から構成されている、ことを特徴とする請求項１または２に記載の発光ダイオード。
4. 非晶質材料または非晶質を含む多結晶材料が、半導体層の導電体層との接合面側または導電体層の半導体との接合面側または両側の領域に荷電粒子またはニュートラルビームを照射することにより形成されたものである請求項３に記載の発光ダイオード。
5. 高抵抗層が、キャリア濃度を５×１０¹⁸ｃｍ^-3以下とする化合物半導体材料から構成されている、ことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の発光ダイオード。
6. 高抵抗層の、導電体と接合している側とは反対側の表面には、導電体とは反対の伝導型の化合物半導体層が接合されている、ことを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の発光ダイオード。
7. 導電体とは反対の伝導型の化合物半導体層が、燐化ガリウム（ＧａＰ）から構成されている、ことを特徴とする請求項６に記載の発光ダイオード。
8. 導電体とは反対の伝導型の化合物半導体層が、厚さを５μｍ以上とし、キャリア濃度を１×１０¹⁷ｃｍ^-3以上とすることを特徴とする請求項６または７に記載の発光ダイオード。
9. 導電体と高抵抗層と導電体とは反対の伝導型の化合物半導体層とで構成される接合の降伏電圧（ここでは、１０マイクロアンペア（単位：μＡ）の電流を通流した際の降伏電圧を指す。）が、上記の発光部を備えた発光ダイオードの順方向電圧（ここでは、１０μＡの電流を通流した際の順方向電圧を指す。）の２倍を超え、当該発光ダイオードの逆方向電圧（ここでは、１０μＡの電流を通流した際の逆方向電圧を指す。）の１／２よりも小さい、ことを特徴とする請求項６乃至８の何れか１項に記載の発光ダイオード。
10. 導電体が、厚さを５０ミクロンメーター（単位：μｍ）以上の導電性化合物半導体材料から構成されている、ことを特徴とする請求項１乃至９の何れか１項に記載の発光ダイオード。
11. 導電体が、燐化ガリウム（ＧａＰ）から構成されている、ことを特徴とする請求項１乃至１０の何れか１項に記載の発光ダイオード。
12. 導電体のキャリア濃度が、５×１０¹⁸ｃｍ^-3以下であることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の発光ダイオード。
13. 導電体の、発光部が配置されているのとは反対側の表面には、金属層が形成されていることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の発光ダイオード。
14. 導電体の、発光部が配置されているのとは反対側の表面には、透明導電膜が形成されていることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の発光ダイオード。
15. 発光部には、組成式（Ａｌ_XＧ_1-X）_YＩｎ_1-YＰ（０≦Ｘ≦１，０≦Ｙ≦１）で表記される材料からなる半導体層が含まれている、ことを特徴とする請求項１乃至１４の何れか１項に記載の発光ダイオード。
16. 発光部を挟んで両側にｎ型、ｐ型の電極が形成され、その一方の導電体側の電極は発光部と導電体の間に位置している、ことを特徴する請求項１乃至１５の何れか１項に記載の発光ダイオード。
17. ｐｎ接合型の発光部を含む化合物半導体層と、その化合物半導体層上に発光部から出射される発光に対して光学的に透明で導電性の材料からなる導電体が接合され、上記化合物半導体層と導電体との中間に、該導電体よりも高い抵抗を有する高抵抗層を設けてなる発光ダイオードを製造する方法であって、高抵抗層を、基板上に形成した導電体と接合させる側にある化合物半導体層の表面、または化合物半導体層と接合させる側にある導電体の表面に、荷電粒子またはニュートラルビームを照射して形成する、ことを特徴とする発光ダイオードの製造方法。
18. 請求項１乃至１５の何れか１項に記載の発光ダイオードを利用して構成された発光ダイオードランプであって、導電体と、発光層を挟んで導電体と反対側の化合物半導体層に設けられた電極とが、同一の伝導型であり、かつ略同一の電位に電気的に接続されている、ことを特徴とする発光ダイオードランプ。
19. 請求項１７に記載の発光ダイオードの製造方法に依り製造された発光ダイオード。

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