JP2008103534A - 半導体発光素子 - Google Patents

Abstract

【課題】活性層の層厚を厚くすることなく、半導体層を厚くすることなく、第一電極の面積を大きくすることなく、電流分散特性を向上させる半導体発光素子を提供する。
【解決手段】第一、第二導電型クラッド層２，３と活性層４を有する半導体発光素子１において、第一導電型クラッド層２と活性層４の間、活性層４と第二導電型クラッド層３の間のそれぞれに上記光に対して透明であり、かつ、バンドキャップが活性層４より大きく、かつ、活性層４と格子整合する多層膜層９，１０が設けられた。
【選択図】図１

Description

本発明は、活性層の層厚を厚くすることなく、半導体層を厚くすることなく、第一電極の面積を大きくすることなく、電流分散特性を向上させる半導体発光素子に関する。

半導体発光素子である発光ダイオード（ＬＥＤ）は、近年、ＧａＮ系やＡｌＧａＩｎＰ系の高品質結晶をＭＯＶＰＥ法で成長させることができるようになったことから、青色、緑色、橙色、黄色、赤色等の高輝度ＬＥＤが製造できるようになった。ＬＥＤの高輝度化に伴い、自動車のブレーキランプや液晶ディスプレイのバックライト等に用途が広がり、需要が年々増加している。

ＭＯＶＰＥ法によって高品質結晶が成長可能となって以来、発光素子の内部における発光効率は理論値の限界値に近付きつつある。しかし、発光素子から外部への光取り出し効率は未だ低く、光取り出し効率の向上が望まれている。

例えば、高輝度赤色ＬＥＤは、ＡｌＧａＩｎＰ系の材料で形成され、導電性のＧａＡｓ基板上に格子整合する組成のＡｌＧａＩｎＰ系の材料からなるｎ型ＡｌＧａＩｎＰ層と、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ層と、これらに挟まれたＡｌＧａＩｎＰ又はＧａＩｎＰからなる発光部の一部である活性層を有するダブルへテロ構造となっている。ここで、ＡｌＧａＩｎＰ系の材料とは、ＡｌＧａＩｎＰを主成分とし組成比又は添加物が異なる種々の材料の総称である。ＡｌＧａＩｎＰ系の材料を用いた半導体発光素子には、ＧａＩｎＰ、ＧａＰなどの材料も併用される。

この種の半導体発光素子は、ＧａＡｓ基板のバンドギャップが活性層のバンドギャップよりも狭いために、活性層からの光の多くがＧａＡｓ基板に吸収され、光取り出し効率が低下する。

この対策として、活性層とＧａＡｓ基板との間に屈折率の異なる半導体からなる多層反射膜構造の層を形成することによってＧａＡｓ基板に向かう光を反射させることでＧａＡｓ基板での光の吸収を減少させ、光取り出し効率を向上させる方法がある。しかし、この方法では、多層反射膜構造層に対して限定された入射角を持つ光しか反射しない。つまり、ＧａＡｓ基板に向かった光の一部しか反射させることができず、取り出し効率を十分に向上させることが難しい。

そこで、ＡｌＧａＩｎＰ系の材料からなるダブルへテロ構造の部分が成長により形成された半導体発光素子を作製後に、反射率の高い金属の層（反射金属膜層）を介して、上記ダブルへテロ構造の部分をＳｉやＧａＡｓ等の支持基板に貼り付け、その後、成長に用いたＧａＡｓ基板を除去する方法が特許文献１に開示されている。この方法を用いれば、反射層として金属を用いているので、反射層に対する入射角を選ばずに高い反射率の反射が可能となる。このために、前述した多層反射膜構造の層を形成するよりも高輝度化ができる。つまり、活性層で発生した光をより有効に取り出すことで高輝度化ができる。

特開２００６−１３５２１４号公報

従来の半導体発光素子では、半導体層（エピタキシャル層）を厚くすることによって電流を拡散させることで高輝度化を図っていた。しかし、反射金属膜層で光を効率よく反射して高輝度化する半導体発光素子では、基板を貼り替える工程があるため、半導体層をあまり厚くすることができない。なぜなら、半導体層を厚くするとエピタキシャルウエハの反りが大きくなってしまい、貼り替える工程が難しくなり、歩留まりが低下するからである。

また、半導体層を厚くすることは原料コスト面からも不利である。

そこで、半導体層を厚くせずに電流分散（拡散・広がりとも言う）を良くする方法として、第一電極を細線電極構造とする方法がある。しかし、細線による第一電極の面積が大きくなればなるほど電流分散を良くすることができる一方で、第一電極の影になる部分の面積が増大することにより、外部に光を取り出しにくくなるデメリットがある。つまり、トレードオフの関係にある。第一電極の面積増大化は、電流分散改良と影の拡大とのトレードオフの関係にある。

反射金属膜層で光を効率よく反射して高輝度化する半導体発光素子では、活性層で発光した光が反射金属膜層で反射されると、この光が再度、活性層を通ることになる。しかし、活性層は発光した光に対して完全に透明ではないため、上記反射金属膜層で反射された光は活性層で幾分か吸収される。この吸収を減らすためには活性層の層厚を薄くすることが好ましいのであるが、あまり薄くし過ぎるとキャリアのオーバーフローにより発光出力が低下してしまうという問題がある。

そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、活性層の層厚を厚くすることなく、半導体層を厚くすることなく、第一電極の面積を大きくすることなく、電流分散特性を向上させる半導体発光素子を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明は、第一、第二導電型クラッド層及びこれら第一、第二導電型クラッド層に挟まれ光を発生する活性層を含む複数のＡｌＧａＩｎＰ系半導体層と、第一導電型クラッド層側の主面を部分的に覆う第一電極と、第二導電型クラッド層側の反対面を覆う第二電極と、第二導電型クラッド層と第二電極との間で上記光を反射する反射金属膜層とを有する半導体発光素子において、第一導電型クラッド層と活性層の間、活性層と第二導電型クラッド層の間のいずれか又はそれぞれに上記光に対して透明であり、かつ、バンドキャップが活性層より大きく、かつ、活性層と格子整合する多層膜層が設けられたものである。

上記多層膜層の材料が（Ａｌ_XＧａ_1-X）_YＩｎ_1-YＰ、ただし、０．３≦Ｘ＜１，０．４≦Ｙ≦０．６で表されてもよい。

上記多層膜層を構成する各膜の膜厚が３〜１５ｎｍであってもよい。

第二導電型クラッド層の第二電極側に、ＧａＰ、ＡｌＧａＡｓ、ＧａＡｓＰ、ＡｌＧａＩｎＰ、ＧａＩｎＰのいずれかを材料とする第二導電型クラッド層側コンタクト層が設けられてもよい。

第二導電型クラッド層と上記第二導電型クラッド層側コンタクト層との間に、材料がＧａ_XＩｎ_1-XＰ、ただし、０．６≦Ｘ＜１で表される介在層が設けられてもよい。

上記第二導電型クラッド層側コンタクト層が複数の分割コンタクト層から構成され、これら複数の分割コンタクト層中の一部がアンドープ層であってもよい。

上記第二導電型クラッド層側コンタクト層を構成する複数の分割コンタクト層のうち上記アンドープ層を挟む２つの分割コンタクト層は、材料に含まれる導電型決定不純物が互いに異なってもよい。

上記２つの分割コンタクト層の材料に含まれる導電型決定不純物が一方はＭｇ他方はＺｎであってもよい。

上記活性層がペア数が５〜４０の多重量子井戸構造を有してもよい。

上記活性層が単一構造を有し、かつ、層厚が２０〜２００ｎｍであってもよい。

第一導電型クラッド層の材料に含まれる第一導電型決定不純物がＴｅ、Ｓｅ、Ｓｉのいずれかであってもよい。

第二導電型クラッド層の材料に含まれる第二導電型決定不純物がＭｇ、Ｚｎのいずれかであってもよい。

上記ＡｌＧａＩｎＰ系半導体層と第一電極との間に、第一電極に覆われた部分と同じ部分を覆い、上記活性層よりもバンドギャップエネルギが小さい第一電極側コンタクト層が設けられてもよい。

第一、第二導電型クラッド層及び活性層の材料が（Ａｌ_XＧａ_1-X）_YＩｎ_1-YＰ、ただし、０＜Ｘ＜１，０．４≦Ｙ≦０．６で表されてもよい。

上記ＡｌＧａＩｎＰ系半導体層と上記反射金属膜層との間であって第一電極に覆われない部分に、複数のオーミックコンタクト接合部が配置されてもよい。

上記ＡｌＧａＩｎＰ系半導体層と上記反射金属膜層との間であって上記オーミックコンタクト接合部同士の間に、酸化物層が形成されてもよい。

上記酸化物層の層厚Ｄは、
ｄ＝定数Ａ×波長λｐ／（４×屈折率ｎ）
の関係式（定数Ａは奇数）で表される値の±３０％の範囲にあってもよい。

上記酸化物層の材料がＳｉＯ₂、ＳｉＮのいずれか一方又は両方の組み合わせであってもよい。

上記ＡｌＧａＩｎＰ系半導体層の第一導電型クラッド層側の主面に凹凸が形成されてもよい。

上記ＡｌＧａＩｎＰ系半導体層の第一導電型クラッド層側の主面に、該ＡｌＧａＩｎＰ系半導体層と空気との間の屈折率又は該ＡｌＧａＩｎＰ系半導体層と樹脂との間の屈折率を有する酸化物を材料とする主面酸化物層が設けられてもよい。

主面酸化物層の材料がＳｉＯ₂、ＳｉＮのいずれか一方又は両方の組み合わせであってもよい。

本発明は次の如き優れた効果を発揮する。

（１）活性層の層厚を厚くすることなく、半導体層を厚くすることなく、第一電極の面積を大きくすることなく、電流分散特性を向上させることができる。

以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。

本発明者は、前述した課題を解決するべく鋭意努力の結果、活性層を構成している多重量子井戸（ＭＱＷ）のペア数を増加させると、この増加に伴い電流分散特性が良好になることを発見した（図７、図８参照）。しかし、その反面で活性層の層厚が増加すると光の吸収も増えるので、発光効率の向上にはなかなか結びつかない。

そこで、さらに鋭意努力の結果、活性層自体を増やすのではなく、活性層で発生した光に対して透明な材料を用いて、ＭＱＷと類似したヘテロ構造の層（以下、多層膜層と称する）を追加することによっても、電流分散特性が良好になることを発見した。このように活性層は増やさずに多層膜層を設けた結果、半導体発光素子内部での光吸収損失を従来より低減し、且つ、従来と同等の電流分散特性を有することが可能となり、高効率、高輝度の半導体発光素子が実現される。

図１に示されるように、本発明に係る半導体発光素子１は、第一、第二導電型クラッド層２，３及びこれら第一、第二導電型クラッド層２，３に挟まれ光を発生する活性層４を含む複数のＡｌＧａＩｎＰ系半導体層５と、第一導電型クラッド層側の主面を部分的に覆う第一電極６と、第二導電型クラッド層側の反対面を覆う第二電極７と、第二導電型クラッド層３と第二電極７との間で上記光を反射する反射金属膜層８とを有する半導体発光素子１において、第一導電型クラッド層２と活性層４の間、活性層４と第二導電型クラッド層３の間のそれぞれに上記光に対して透明であり、かつ、バンドキャップが活性層４より大きく、かつ、活性層４と格子整合する多層膜層９，１０が設けられたものである。第一導電型クラッド層２と活性層４の間の多層膜層９を第一側多層膜層９と呼び、活性層４と第二導電型クラッド層３の間の多層膜層１０を第二側多層膜層１０と呼ぶことにする。

第一側、第二側多層膜層９，１０の材料は、（Ａｌ_XＧａ_1-X）_YＩｎ_1-YＰ、ただし、０．３≦Ｘ＜１，０．４≦Ｙ≦０．６で表される。

第一側、第二側多層膜層９，１０は、多数の膜を積層して構成されるが、これら１つ１つの膜の膜厚が３〜１５ｎｍである。第一側、第二側多層膜層９，１０は、層厚が５０〜５００ｎｍが好ましい。

第二導電型クラッド層３の第二電極側に、ＧａＰ、ＡｌＧａＡｓ、ＧａＡｓＰ、ＡｌＧａＩｎＰ、ＧａＩｎＰのいずれかを材料とする第二導電型クラッド層側コンタクト層１１が設けられている。

第二導電型クラッド層３と第二導電型クラッド層側コンタクト層１１との間に、材料がＧａ_XＩｎ_1-XＰ、ただし、０．６≦Ｘ＜１で表される介在層１２が設けられている。

第二導電型クラッド層側コンタクト層１１は、複数（ここでは３つ）の分割コンタクト層１３，１４，１５から構成されている。これら複数の分割コンタクト層中の一部である分割コンタクト層１４は、積極的に導電型決定不純物が添加されていないアンドープ層である。

第二導電型クラッド層側コンタクト層１１を構成する複数の分割コンタクト層１３，１４，１５のうちアンドープ層である分割コンタクト層１４を挟む２つの分割コンタクト層１３，１５は、材料に含まれる導電型決定不純物が互いに異なっている。

２つの分割コンタクト層１３，１５の材料に含まれる導電型決定不純物は、一方はＭｇ他方はＺｎである。すなわち、第二導電型クラッド層側コンタクト層１１中の第一電極側に位置して介在層１２に接する分割コンタクト層１３の材料にＭｇが含まれ、第二導電型クラッド層側コンタクト層１１中の第二電極側に位置する分割コンタクト層１５の材料にＺｎが含まれる。

活性層４は、ペア数が５〜４０の多重量子井戸（ＭＱＷ）構造を有する。ただし、活性層４は、単一構造を有し、かつ、層厚が２０〜２００ｎｍであってもよい。また、活性層４は、歪み多重量子井戸構造を有してもよい。

第一導電型クラッド層２の材料に含まれる第一導電型決定不純物は、Ｔｅ、Ｓｅ、Ｓｉのいずれかである。

第二導電型クラッド層３の材料に含まれる第二導電型決定不純物は、Ｍｇ、Ｚｎのいずれかである。

ＡｌＧａＩｎＰ系半導体層５と第一電極６との間に、第一電極６に覆われた部分と同じ部分を覆い、活性層４よりもバンドギャップエネルギが小さい第一電極側コンタクト層１６が設けられている。

第一、第二導電型クラッド層２，３及び活性層４の材料は、（Ａｌ_XＧａ_1-X）_YＩｎ_1-YＰ、ただし、０＜Ｘ＜１，０．４≦Ｙ≦０．６で表される。

ＡｌＧａＩｎＰ系半導体層５と反射金属膜層８との間であって第一電極６に覆われない部分に、複数のオーミックコンタクト接合部１７が配置されている。

ＡｌＧａＩｎＰ系半導体層５と反射金属膜層８との間であってオーミックコンタクト接合部１７同士の間に、酸化物層１８が形成されている。

酸化物層１８の層厚Ｄは、
ｄ＝定数Ａ×波長λｐ／（４×屈折率ｎ）
の関係式（定数Ａは奇数）で表される値の±３０％の範囲にある。

酸化物層１８の材料は、ＳｉＯ₂、ＳｉＮのいずれか一方又は両方の組み合わせである。

また、図１の半導体発光素子１は、これまで述べた特徴に加え、第一導電型クラッド層２と第一電極側コンタクト層１６との間に、ウインドウ層１９が設けられている。そして、反射金属膜層８の第二電極側には金属密着層２０が設けられ、その金属密着層２０と第二電極７との間に、ＧａＡｓ支持基板２１が設けられている。

次に、図１の半導体発光素子１の製造方法を図２により説明する。

図２に示されるように、導電型決定不純物がＳｉであるｎ型のＧａＡｓ成長用基板（光吸収性半導体基板）２２上に、エッチングストップ層２３、第一電極側コンタクト層１６を形成するための層２４、ウインドウ層１９、第一導電型クラッド層２、第一側多層膜層９、活性層４、第二側多層膜層１０、第二導電型クラッド層３、介在層１２、第二導電型クラッド層側コンタクト層１１（分割コンタクト層１３，１４，１５）をこの順で成長させることにより、ＡｌＧａＩｎＰ系半導体層５が積層されたウエハ２５を形成する。

このウエハ２５の分割コンタクト層１５の表面に酸化物層１８を形成するための層（図示せず）を形成し、この層にオーミックコンタクト接合部１７を作り込むための穴を形成し、この穴内にオーミックコンタクト接合部１７を形成する。オーミックコンタクト接合部１７でない部分が酸化物層１８となる。これらオーミックコンタクト接合部１７及び酸化物層１８上に反射金属膜層８、金属密着層２０、ＧａＡｓ支持基板２１をこの順に設けた後、ＧａＡｓ成長用基板２２とエッチングストップ層２３を除去する。

その後、第一電極側コンタクト層１６を形成するための層２４の表面に第一電極６を形成し、この第一電極６をマスクとして第一電極側コンタクト層１６を形成する。そして、ＧａＡｓ支持基板２１の表面に第二電極７を形成することにより、図１の半導体発光素子１が得られる。

本発明の半導体発光素子１は、第一導電型クラッド層２と活性層４の間に多層膜層９を設け、活性層４と第二導電型クラッド層３の間に多層膜層１０を設けたので、半導体発光素子内部での光吸収損失を従来より低減し、且つ、従来と同等の電流分散特性を有することが可能となり、高効率、高輝度の半導体発光素子１が実現される。

次に、他の実施形態を説明する。

図３に示されるように、導電型決定不純物がＳｉであるｎ型のＧａＡｓ成長用基板（光吸収性半導体基板）２２上に、エッチングストップ層２３、第一電極側コンタクト層１６を形成するための層２４、ウインドウ層１９、第一導電型クラッド層２、第一側多層膜層９、活性層４、第二導電型クラッド層３、介在層１２、第二導電型クラッド層側コンタクト層１１（分割コンタクト層１３，１４，１５）をこの順で成長させることにより、ＡｌＧａＩｎＰ系半導体層５が積層されたウエハ３１を形成する。

ウエハ３１は、図２のウエハ２５と比べると第二側多層膜層１０を欠いているほかは同じである。このウエハ３１に、前述の実施形態同様に酸化物層１８、オーミックコンタクト接合部１７、反射金属膜層８、金属密着層２０、ＧａＡｓ支持基板２１を設け、ＧａＡｓ成長用基板２２、エッチングストップ層２３を除去し、第一電極６、第一電極側コンタクト層１６を形成し、第二電極７を形成することにより、本発明の半導体発光素子が得られる。

図４に示されるように、導電型決定不純物がＳｉであるｎ型のＧａＡｓ成長用基板（光吸収性半導体基板）２２上に、エッチングストップ層２３、第一電極側コンタクト層１６を形成するための層２４、ウインドウ層１９、第一導電型クラッド層２、活性層４、第二側多層膜層１０、第二導電型クラッド層３、介在層１２、第二導電型クラッド層側コンタクト層１１（分割コンタクト層１３，１４，１５）をこの順で成長させることにより、ＡｌＧａＩｎＰ系半導体層５が積層されたウエハ４１を形成する。

ウエハ４１は、図２のウエハ２５と比べると第一側多層膜層９を欠いているほかは同じである。このウエハ４１に、前述の実施形態同様に酸化物層１８、オーミックコンタクト接合部１７、反射金属膜層８、金属密着層２０、ＧａＡｓ支持基板２１を設け、ＧａＡｓ成長用基板２２、エッチングストップ層２３を除去し、第一電極６、第一電極側コンタクト層１６を形成し、第二電極７を形成することにより、本発明の半導体発光素子が得られる。

図５に示されるように、導電型決定不純物がＳｉであるｎ型のＧａＡｓ成長用基板（光吸収性半導体基板）２２上に、エッチングストップ層２３、第一電極側コンタクト層１６を形成するための層２４、ウインドウ層１９、第一導電型クラッド層２、第一側多層膜層９、活性層４、第二側多層膜層１０、第二導電型クラッド層３、介在層１２、第二導電型クラッド層側コンタクト層５１（分割コンタクト層１３，１５）をこの順で成長させることにより、ＡｌＧａＩｎＰ系半導体層５が積層されたウエハ５２を形成する。、
ウエハ５２は、図２のウエハ２５と比べると第二導電型クラッド層側コンタクト層５１が第二導電型クラッド層側コンタクト層１１と異なるほかは同じである。すなわち、第二導電型クラッド層側コンタクト層５１は、導電型決定不純物が互いに異なる分割コンタクト層１３，１５からなり、アンドープ層である分割コンタクト層１４を有さない。このウエハ５２からも前述の実施形態同様に本発明の半導体発光素子が得られる。

以下、各層別の好適条件を述べる。

第一側、第二側多層膜層９，１０は、活性層４で発光した光に対して透明であることが望ましい。しかし、ヘテロ界面での障壁が小さすぎると電流を拡散させる効果が小さくなる。このため、発光ピーク波長が６３０ｎｍ付近である場合は、材料が（Ａｌ_XＧａ_1-X）_YＩｎ_1-YＰ、ただし、０．３≦Ｘ＜１，０．４≦Ｙ≦０．６で表されるものであることが好ましい。より好ましくは、０．３５≦Ｘ＜１の材料であり、さらに好ましいのは、０．３５≦Ｘ≦０．４の材料と０．７０≦Ｘ≦０．０．７５の材料を組み合わせて用いることである。

第一側、第二側多層膜層９，１０を構成する１つ１つの膜の膜厚は、厚すぎても薄すぎても電流分散効果が小さくなる。各膜厚が３〜１５ｎｍであるのが好ましく、より好ましくは５〜１０ｎｍである。

介在層１２の材料がＧａ_XＩｎ_1-XＰ、ただし、０．６≦Ｘ＜１で表される材料であることが好ましいのは、Ｘが０．６よりも小さくなると、６３０ｎｍの波長で発光した光を吸収してしまうからである。発光波長が異なる場合、Ｘの好適値範囲も異なる。発光ピーク波長が５９５ｎｍのときは、０．６＜Ｘが好ましい。

第二導電型クラッド層側コンタクト層１１中の第二電極側に位置する分割コンタクト層１５の材料にはＺｎが含まれるのが好ましい。これは、ＭｇよりもＺｎの方が添加しやすいからであり、より低抵抗にすることができる。材料にＺｎを多く添加することにより、分割コンタクト層１５とオーミックコンタクト接合部１７との接触抵抗を低くすることができ、ひいては半導体発光素子１の順方向電圧を低くすることができる。

しかし、第二導電型クラッド層側コンタクト層１１中の第一電極側に位置して介在層１２に接する分割コンタクト層１３の材料にはＭｇが含まれるのが好ましい。これは、ＺｎよりもＭｇの方が拡散しにくいからであり、材料にＭｇを添加することにより、活性層中にドーパントが拡散して結晶性が損なわれるのを抑止できる用になるので、初期発光出力の低下を抑止することができると共に、信頼性を向上させることができる。

第二導電型クラッド層側コンタクト層１１を構成する複数の分割コンタクト層中、材料にＺｎを添加した分割コンタクト層１５と材料にＭｇを添加した分割コンタクト層１３との間に、アンドープ層である分割コンタクト層１４を設けたのは、材料にＺｎを添加した分割コンタクト層１５と材料にＭｇを添加した分割コンタクト層１３とが隣り合わせに存在すると、ドーパントの相互拡散が生じるからである。相互拡散が生じると、Ｚｎが活性層中へと拡散して、初期発光出力の低下や信頼性の低下の原因となるので好ましくない。この点、本発明では、分割コンタクト層１４を設けることで、分割コンタクト層１５と分割コンタクト層１３とを隔離しているので、相互拡散を防止することができる。

活性層４が多重量子井戸（ＭＱＷ）構造の場合、ペア数は、５〜４０ペアが好ましい。より好ましくは１０〜４０ペアである。ペア数が少ない方が、該アンドープＭＱＷ活性層７での光吸収が少なくなることから光取り出し効率が高くなるが、あまりにもペア数を少なくし過ぎると、電子及び正孔のオーバーフローが起こってしまい、内部量子効果が低下し、発光効率が低下するためである。

活性層４が単一構造である場合は、層厚が２０〜２００ｎｍであるのが好ましい。活性層４の層厚が薄すぎると、光吸収は少ないものの、オーバーフローによる発光効率の低下が見られ、厚すぎると光吸収が多いので光取り出し効率が低下する。より好ましくは４０〜２００ｎｍである。

本発明の半導体発光素子１の発光波長は、例えば、６３０ｎｍである。これと同様のＡｌＧａＩｎＰ系の材料を用いて、異なる発光波長、例えば、５６０ｎｍ〜６６０ｎｍとすることもできる。この場合でも、本発明の効果は発揮される。

第一電極６の平面形状は、例えば、円形に放射状分岐を設けたものである。この他に、四角形、菱形、多角形、異形状（任意形状）とすることができる。これらの場合でも、本発明の効果は発揮される。

支持基板は、ＧａＡｓ支持基板２１に限らず、Ｇｅ支持基板、Ｓｉ支持基板、金属支持基板を用いることができる。これらの場合でも、本発明の効果は発揮される。

図１の半導体発光素子１では、ＡｌＧａＩｎＰ系半導体層５の第一導電型クラッド層側の主面となるウインドウ層１９の表面は平坦にしたが、ウインドウ層１９の表面に凹凸を形成してもよい。

また、主面であるウインドウ層１９に、ウインドウ層１９と空気との間の屈折率又はウインドウ層１９と樹脂との間の屈折率を有する酸化物を材料とする主面酸化物層を設てもよい。このとき、主面酸化物層の材料がＳｉＯ₂、ＳｉＮのいずれか一方又は両方の組み合わせであってもよい。

ここで、樹脂は、ベアチップとして提供される半導体発光素子１を封入した外装を構成することにより、半導体発光素子１を機械的保護し、形状を一律に整え、レンズ効果・散乱効果などを持たせて、製品としてのＬＥＤランプを形成するためのものである。屈折率は、半導体発光素子１の主面＞ 主面酸化物層＞樹脂の順となり、樹脂の屈折率が最も小さい。

実施例＃１
図２に示した構造を有し、発光波長が６３０ｎｍ付近である赤色ＬＥＤ用エピタキシャルウエハ（ウエハ２５）を作製した。エピタキシャル成長方法、各層の組成比、層厚、キャリア濃度、添加物、導電型、電極形成方法及びＬＥＤ素子作製方法は以下の通りである。

導電型決定不純物がＳｉであるｎ型のＧａＡｓ成長用基板（光吸収性半導体基板）２２上に、ＭＯＶＰＥ法で、ｎ型（Ｓｅドープ）（Ａｌ_0.7Ｇａ_0.3）_0.5Ｉｎ_0.5Ｐエッチングストップ層（層厚２００ｎｍ、キャリア濃度１×１０¹⁷／ｃｍ³）２３、 ｎ型（Ｓｅドープ）ＧａＡｓ発光ダイオード主面側コンタクト層（第一電極側コンタクト層１６を形成するための層）（層厚１００ｎｍ、キャリア濃度１×１０¹⁸／ｃｍ³）２４、ｎ型（Ｓｅドープ）（Ａｌ_0.4Ｇａ_0.6）_0.5Ｉｎ_0.5Ｐウインドウ層（層厚１０００ｎｍ、キャリア濃度１．２×１０¹⁸／ｃｍ³）１９、ｎ型（Ｓｅドープ）（Ａｌ_0.7Ｇａ_0.3）_0.5Ｉｎ_0.5Ｐ第一導電型クラッド層（層厚５００ｎｍ、キャリア濃度５×１０¹⁷／ｃｍ³）２、アンドープ多層膜層（第一側多層膜層）９、アンドープＭＱＷ活性層（活性層）４、アンドープ多層膜層（第二側多層膜層）１０、ｐ型（Ｍｇドープ）（Ａｌ_0.7Ｇａ_0.3）_0.5Ｉｎ_0.5Ｐ第二導電型クラッド層（層厚４００ｎｍ、キャリア濃度１×１０¹⁸／ｃｍ³）３、ｐ型（Ｍｇドープ）Ｇａ_0.6Ｉｎ_0.4Ｐ介在層（層厚１０ｎｍ、キャリア濃度１．２×１０¹⁹／ｃｍ³）１２、ｐ型（Ｍｇドープ）ＧａＰコンタクト層（分割コンタクト層）（層厚４００ｎｍ、キャリア濃度１．２×１０¹⁹／ｃｍ³）１３、アンドープＧａＰコンタクト層（分割コンタクト層）（層厚１００ｎｍ）１４、ｐ型（Ｚｎドープ）ＧａＰコンタクト層（分割コンタクト層）（層厚１００ｎｍ、キャリア濃度１．２×１０¹⁹／ｃｍ³）１５をこの順で成長させることにより、ＡｌＧａＩｎＰ系半導体層５が積層されたウエハ２５を形成した。

第一側、第二側多層膜層９，１０は、材料が（Ａｌ_0.4Ｇａ_0.6）_0.5Ｉｎ_0.5Ｐの膜（膜厚１０ｎｍ）と材料が（Ａｌ_0.7Ｇａ_0.3）_0.5Ｉｎ_0.5Ｐの膜（膜厚１０ｎｍ）とを１ペアとして４．５ペア設けた。

活性層４は、材料が（Ａｌ_0.6Ｇａ_0.4）_0.5Ｉｎ_0.5Ｐの膜（膜厚１０ｎｍ）と材料がＧａ_0.5Ｉｎ_0.5Ｐの膜（膜厚１０ｎｍ）とを１ペアとして３９．５ペア設けた。

ＭＯＶＰＥ成長での成長温度は、エッチングストップ層２３から分割コンタクト層１５までの成長温度を６５０℃とした。成長圧力は６６６６Ｐａ（５０Ｔｏｒｒ）、各層の成長速度は０．３〜１．０ｎｍ／ｓｅｃ、Ｖ／III比は約５０〜１５０で行った。

Ｖ／III比とは、分母をトリメチルガリウム（ＴＭＧａ）やトリメチルアルミニウム（ＴＭＡｌ）などのIII族原料のモル数とし、分子をアルシン（ＡｓＨ₃）やホスフィン（ＰＨ₃）などのＶ族原料のモル数とした比率（商）である。

ＭＯＶＰＥ成長において用いる原料の有機金属は、Ｇａの原料がＴＭＧａ又はトリエチルガリウム（ＴＥＧａ）、Ａｌの原料がＴＭＡｌ、Ｉｎの原料がトリメチルインジウム（ＴＭＩｎ）である。また、水素化物ガスは、Ａｓの原料がＡｓＨ₃であり、Ｐの原料がＰＨ₃である。

エッチングストップ層２３のようなｎ型層のための添加物原料としては、セレン化水素（Ｈ₂Ｓｅ）を用いた。第二導電型クラッド層３のようなｐ型層のため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。分割コンタクト層１５のようなｐ型層のための導電型決定不純物の添加物原料としては、ジエチルジンク（ＤＥＺｎ）を用いた。ｎ型半導体層の導電型決定添加物には、ジシラン（Ｓｉ₂Ｈ₆）、モノシラン（ＳｉＨ₄）、ジエチルテルル（ＤＥＴｅ）を用いることができる。Ｚｎの供給源としてはジメチルジンク（ＤＭＺｎ）を用いることができる。

以上のように形成したウエハ２５をＭＯＶＰＥ装置から搬出した後、分割コンタクト層１５の表面に酸化物層１８を形成するための層（ＳｉＯ₂膜）を厚さ１０５ｎｍ設けた。レジストとマスクアライナによる一般的なフォトリソグラフィ技術を駆使し、この層（ＳｉＯ₂膜）の一部を除去してオーミックコンタクト接合部１７を作り込むための穴を形成した。真空蒸着法によって、この穴内にオーミックコンタクト接合部１７を形成した。上記層（ＳｉＯ₂膜）オーミックコンタクト接合部１７でない部分が酸化物層１８となる。

オーミックコンタクト接合部５１には金・亜鉛（ＡｕＺｎ）合金を用いた。オーミックコンタクト接合部５１の大きさ・形状は、主表面から見て直径１０μｍの円形状（ドット状）とし、厚さは１０５ｎｍに形成した。オーミックコンタクト接合部５１の配置は、縦横に３０μｍピッチとした。その後、オーミックコンタクト接合部５の合金化であるアロイ工程を行った。アロイ工程では、窒素ガス雰囲気中にて４００℃に加熱し、５分間熱処理した。

次に、オーミックコンタクト接合部５と酸化物層１８上に反射金属膜層８を形成した。反射金属層８は、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、金（Ａｕ）をこの順序でそれぞれ２００ｎｍ，２００ｎｍ，５００ｎｍの厚さに蒸着して形成した。

次に、支持基板としてＧａＡｓ基板２１を用意し、このＧａＡｓ基板２１の表面に金・ゲルマニウム（ＡｕＧｅ）合金、チタン（Ｔｉ）、金（Ａｕ）をこの順序でそれぞれ１００ｎｍ，１００ｎｍ，５００ｎｍの厚さに蒸着することで、金属密着層２０を形成した。

このＧａＡｓ基板２１のＡｕ表面をウエハ２５の反射金属膜層８に貼り合わせた。貼り合わせは、圧力１．３Ｐａ雰囲気で加重を３０Ｋｇｆ／ｃｍ²負荷した状態で温度３５０℃で６０分間保持することによって行った。

次に、このＧａＡｓ基板２１に貼り合わせたウエハ２５に対し、ＧａＡｓ基板２１の表面をレジストで保護した後、ＧａＡｓ成長用基板２２をアンモニア水と過酸化水素水の混合液によってエッチング除去し、エッチングストップ層２３を露出させた。次いで、エッチングストップ層２２を塩酸で除去し、第一電極側コンタクト層１６を形成するための層２４を露出させた。その後、アセトン及びメタノールを用いてＧａＡｓ基板２１のレジストを除去した。

次に、層２４の表面に、レジストとマスクアライナによる一般的なフォトリソグラフィ技術と真空蒸着法とを用い、直径１００μｍの円形状の中心部と、その中心部から放射状に幅１０μｍの枝が伸びた表面電極（第一電極）６を形成した。第一電極６は、金・ゲルマニウム（ＡｕＧｅ）合金、チタン（Ｔｉ）、金（Ａｕ）をこの順序でそれぞれ１００ｎｍ，１００ｎｍ，５００ｎｍの厚さに蒸着して形成した。

この第一電極６を形成後、硫酸と過酸化水素水と水の混合液からなるエッチング液を用い、第一電極６をマスクとして、層２４をエッチングした。このエッチングにより、層２４のうち第一電極６が重なっている部分が選択的に残されて第一電極側コンタクト層１６となり、第一電極６が重なっていない部分が除去されてウインドウ層１９が露出した。

一方、ＧａＡｓ基板２１の全面に第二電極７を真空蒸着法により形成した。第二電極７は、金・ゲルマニウム（ＡｕＧｅ）合金、チタン（Ｔｉ）、金（Ａｕ）をこの順序でそれぞれ６０ｎｍ，１０ｎｍ，５００ｎｍの厚さに蒸着し、その後、第二電極７を合金化するアロイ工程を行った。アロイ工程では、窒素ガス雰囲気中にて４００℃に加熱し、５分間熱処理した。

このようにして第二電極７を形成したＧａＡｓ基板２１付きウエハ２５を、第一電極６の円形状の中心部を中心とする１素子ごとに分離するべく、ダイシング装置を用いてチップサイズ３００μｍ角に切断してＬＥＤベアチップとした。そのＬＥＤ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）した。その後、そのＬＥＤベアチップにワイヤボンディングを行い、ＬＥＤ素子を得た。

このＬＥＤ素子の初期特性を評価した結果、２０ｍＡ通電時（評価時）の発光出力５．３５ｍＷ、動作電圧２．０７Ｖという初期特性であった。さらに、信頼性特性を評価するために、このＬＥＤ素子を常温、常湿の環境下にて５０ｍＡで駆動させ、そのまま１６８時間（１週間）の連続通電試験を行った。その結果、連続通電試験前と後の相対比較値は、出力１０３％（連続通電試験前が１００％）となり、信頼性特性は良好な結果となった。

この実施例＃１では、活性層４のペア数が３９．５ペアとしたが、実施例＃１の変形例としてペア数が２，５，１０，２０，３０，６０，８０のＬＥＤ素子も作製した。これらの変形例のＬＥＤ素子においても、ペア数が５〜３０のものの初期特性、信頼性特性は実施例＃１のＬＥＤ素子と同等であった。ただし、ペア数が４０を超えると、活性層４での光吸収が増大する影響により、発光出力が低くなっていく傾向がある。

すなわち、図７に示されるように、ペア数が１桁台ではペア数の増大に対して発光出力が劇的に増大し、ペア数が５ペアを超えると発光出力は十分に大きい。ペア数が１０〜４０ペアでも発光出力は十分に大きい。

さらに、実施例＃１のＬＥＤ素子の主面を塩酸系のエッチング液により凹凸化処理した。この凹凸を形成した変形例のＬＥＤ素子は、初期特性の発光出力６．８６ｍＷを得ることができた。

さらに、この凹凸を形成した変形例のＬＥＤ素子の最表面にＳｉＮ膜を形成した。このＳｉＮ膜を形成した変形例のＬＥＤ素子は、初期特性の発光出力８ｍＷを得ることができた。信頼性特性を示す連続通電試験前後相対比較値は、凹凸を形成した変形例、凹凸の上にＳｉＮ膜を形成した変形例共に１００％となり、信頼性も良好であった。

実施例＃１の結果をまとめると、発光出力が向上したのには、第一側、第二側多層膜層９，１０によって電流分散特性が向上したことと、活性層４での光吸収が低減されたことが寄与している。
実施例＃２，＃３
図３に示した構造を有し、発光波長が６３０ｎｍ付近であるウエハ３１と、図４に示した構造を有し、発光波長が６３０ｎｍ付近であるウエハ４１を作製し、これらのウエハ３１，４１を用いて実施例＃２，＃３のＬＥＤ素子を作製した。実施例＃２のＬＥＤ素子には第二側多層膜層１０がなく、実施例＃３のＬＥＤ素子には第一側多層膜層９がないが、その他は実施例＃１のＬＥＤ素子と同じである。

これらのＬＥＤ素子の初期特性を評価した結果、２０ｍＡ通電時（評価時）の発光出力が実施例＃２のＬＥＤ素子で４．８２ｍＷ、実施例＃３のＬＥＤ素子で５．０３ｍＷと高い発光出力が得られた。また、連続通電試験前後相対比較値は、１０２％と９８％であり、信頼性も良好であった。
実施例＃４
図５に示した構造を有し、発光波長が６３０ｎｍ付近であるウエハ５２を作製し、このウエハ５２を用いて実施例＃４のＬＥＤ素子を作製した。実施例＃４のＬＥＤ素子は、第二導電型クラッド層側コンタクト層５１に分割コンタクト層１４がなく、分割コンタクト層１３，１５が互いに接している。また、分割コンタクト層１３の層厚を５００ｎｍとすることで、第二導電型クラッド層側コンタクト層５１全体の層厚を実施例＃１の第二導電型クラッド層側コンタクト層１１全体の層厚と同じにしている。その他は実施例＃１のＬＥＤ素子と同じである。

このＬＥＤ素子の初期特性を評価した結果、２０ｍＡ通電時（評価時）の発光出力が４．８５ｍＷであり、初期特性は良好であった。また、連続通電試験前後相対比較値が９３％であり、信頼性も良好であった。
比較例
本発明と比較するために、図６に示したウエハ６１を作製し、このウエハ６１を用いて比較例のＬＥＤ素子を作製した。図６に示されるように、このウエハ６１は、ＧａＡｓ成長用基板２２、エッチングストップ層２３、第一電極側コンタクト層１６を形成するための層２４、ウインドウ層１９、第一導電型クラッド層２、第一側単層膜層６２、活性層４、第二側単層膜層６３、第二導電型クラッド層３、介在層１２、分割コンタクト層１３，１４，１５からなる。つまり、実施例＃１のウエハ２５と比較すると、第一側、第二側多層膜層９，１０の代わりに第一側、第二側単層膜層６２，６３が設けられているほかは同じである。

エピタキシャル成長方法、各層の組成比、層厚、キャリア濃度、添加物、導電型、電極形成方法及びＬＥＤ素子作製方法は以下の通りである。

導電型決定不純物がＳｉであるｎ型のＧａＡｓ成長用基板（光吸収性半導体基板）２２上に、ＭＯＶＰＥ法で、ｎ型（Ｓｅドープ）（Ａｌ_0.7Ｇａ_0.3）_0.5Ｉｎ_0.5Ｐエッチングストップ層（層厚２００ｎｍ、キャリア濃度１×１０¹⁷／ｃｍ³）２３、 ｎ型（Ｓｅドープ）ＧａＡｓ発光ダイオード主面側コンタクト層（第一電極側コンタクト層１６を形成するための層）（層厚１００ｎｍ、キャリア濃度１×１０¹⁸／ｃｍ³）２４、ｎ型（Ｓｅドープ）（Ａｌ_0.4Ｇａ_0.6）_0.5Ｉｎ_0.5Ｐウインドウ層（層厚１０００ｎｍ、キャリア濃度１．２×１０¹⁸／ｃｍ³）１９、ｎ型（Ｓｅドープ）（Ａｌ_0.7Ｇａ_0.3）_0.5Ｉｎ_0.5Ｐ第一導電型クラッド層（層厚５００ｎｍ、キャリア濃度５×１０¹⁷／ｃｍ³）２、アンドープ単層膜層（第一側単層膜層）６２、アンドープＭＱＷ活性層（活性層）４、アンドープ単層膜層（第二側多層膜層）６３、ｐ型（Ｍｇドープ）（Ａｌ_0.7Ｇａ_0.3）_0.5Ｉｎ_0.5Ｐ第二導電型クラッド層（層厚４００ｎｍ、キャリア濃度１×１０¹⁸／ｃｍ³）３、ｐ型（Ｍｇドープ）Ｇａ_0.6Ｉｎ_0.4Ｐ介在層（層厚１０ｎｍ、キャリア濃度１．２×１０¹⁹／ｃｍ³）１２、ｐ型（Ｍｇドープ）ＧａＰコンタクト層（分割コンタクト層）（層厚４００ｎｍ、キャリア濃度１．２×１０¹⁹／ｃｍ³）１３、アンドープＧａＰコンタクト層（分割コンタクト層）（層厚１００ｎｍ）１４、ｐ型（Ｚｎドープ）ＧａＰコンタクト層（分割コンタクト層）（層厚１００ｎｍ、キャリア濃度１．２×１０¹⁹／ｃｍ³）１５をこの順で成長させることにより、ＡｌＧａＩｎＰ系半導体層５が積層されたウエハ６１を形成した。

第一側、第二側単層膜層６２，６３は、材料が（Ａｌ_0.7Ｇａ_0.3）_0.5Ｉｎ_0.5Ｐとし、膜厚が１０ｎｍとした。

このウエハ６１から実施例＃１と同様にして比較例のＬＥＤ素子を作製した。このＬＥＤ素子の初期特性を評価した結果、２０ｍＡ通電時（評価時）の発光出力が３．５４ｍＷであり、動作電圧が１．９８Ｖであった。また、連続通電試験前後相対比較値が８５％であった。比較例のＬＥＤ素子の初期特性、信頼性特性は、実施例＃１〜＃４のＬＥＤ素子の初期特性、信頼性特性には及ばない。

この比較例のＬＥＤ素子について、活性層４のペア数が異なるものをいくつか作製し、ペア数と発光出力との関係を調べたところ、図８の特性が得られた。比較例においてエピタキシャル構造の一部が異なる３種類のウエハについてそれぞれ活性層４のペア数を異ならせたものを作製し、それぞれのウエハから作製したＬＥＤ素子の発光出力を試験したところ、活性層を構成している多重量子井戸（ＭＱＷ）のペア数を増加させると、この増加に伴い発光出力が高くなる。つまり、ヘテロ接合の数が多いと発光出力が高くなる。

本発明の一実施形態を示す半導体発光素子の断面構造図である。 本発明の半導体発光素子を作製するためのウエハの断面構造図である。 本発明の半導体発光素子を作製するためのウエハの断面構造図である。 本発明の半導体発光素子を作製するためのウエハの断面構造図である。 本発明の半導体発光素子を作製するためのウエハの断面構造図である。 比較例として作製したウエハの断面構造図である。 本発明の実施例の半導体発光素子におけるペア数対発光出力特性図である。 比較例の半導体発光素子におけるペア数対発光出力特性図である。

符号の説明

１ 半導体発光素子
２ 第一導電型クラッド層
３ 第二導電型クラッド層
４ 活性層
５ ＡｌＧａＩｎＰ系半導体層
６ 第一電極
７ 第二電極
８ 反射金属膜層
９ 第一側多層膜層
１０ 第二側多層膜層

Claims (21)

1. 第一、第二導電型クラッド層及びこれら第一、第二導電型クラッド層に挟まれ光を発生する活性層を含む複数のＡｌＧａＩｎＰ系半導体層と、第一導電型クラッド層側の主面を部分的に覆う第一電極と、第二導電型クラッド層側の反対面を覆う第二電極と、第二導電型クラッド層と第二電極との間で上記光を反射する反射金属膜層とを有する半導体発光素子において、第一導電型クラッド層と活性層の間、活性層と第二導電型クラッド層の間のいずれか又はそれぞれに上記光に対して透明であり、かつ、バンドキャップが活性層より大きく、かつ、活性層と格子整合する多層膜層が設けられたことを特徴とする半導体発光素子。
2. 上記多層膜層の材料が（Ａｌ_XＧａ_1-X）_YＩｎ_1-YＰ、ただし、０．３≦Ｘ＜１，０．４≦Ｙ≦０．６で表されることを特徴とする請求項１記載の半導体発光素子。
3. 上記多層膜層を構成する各膜の膜厚が３〜１５ｎｍであることを特徴とする請求項１又は２記載の半導体発光素子。
4. 第二導電型クラッド層の第二電極側に、ＧａＰ、ＡｌＧａＡｓ、ＧａＡｓＰ、ＡｌＧａＩｎＰ、ＧａＩｎＰのいずれかを材料とする第二導電型クラッド層側コンタクト層が設けられたことを特徴とする請求項１〜３いずれか記載の半導体発光素子。
5. 第二導電型クラッド層と上記第二導電型クラッド層側コンタクト層との間に、材料がＧａ_XＩｎ_1-XＰ、ただし、０．６≦Ｘ＜１で表される介在層が設けられたことを特徴とする請求項４記載の半導体発光素子。
6. 上記第二導電型クラッド層側コンタクト層が複数の分割コンタクト層から構成され、これら複数の分割コンタクト層中の一部がアンドープ層であることを特徴とする請求項４又は５記載の半導体発光素子。
7. 上記第二導電型クラッド層側コンタクト層を構成する複数の分割コンタクト層のうち上記アンドープ層を挟む２つの分割コンタクト層は、材料に含まれる導電型決定不純物が互いに異なることを特徴とする請求項６記載の半導体発光素子。
8. 上記２つの分割コンタクト層の材料に含まれる導電型決定不純物が一方はＭｇ他方はＺｎであることを特徴とする請求項７記載の半導体発光素子。
9. 上記活性層がペア数が５〜４０の多重量子井戸構造を有することを特徴とする請求項１〜８いずれか記載の半導体発光素子。
10. 上記活性層が単一構造を有し、かつ、層厚が２０〜２００ｎｍであることを特徴とする請求項１〜８いずれか記載の半導体発光素子。
11. 第一導電型クラッド層の材料に含まれる第一導電型決定不純物がＴｅ、Ｓｅ、Ｓｉのいずれかであることを特徴とする請求項１〜１０いずれか記載の半導体発光素子。
12. 第二導電型クラッド層の材料に含まれる第二導電型決定不純物がＭｇ、Ｚｎのいずれかであることを特徴とする請求項１〜１１いずれか記載の半導体発光素子。
13. 上記ＡｌＧａＩｎＰ系半導体層と第一電極との間に、第一電極に覆われた部分と同じ部分を覆い、上記活性層よりもバンドギャップエネルギが小さい第一電極側コンタクト層が設けられたことを特徴とする請求項１〜１２いずれか記載の半導体発光素子。
14. 第一、第二導電型クラッド層及び活性層の材料が（Ａｌ_XＧａ_1-X）_YＩｎ_1-YＰ、ただし、０＜Ｘ＜１，０．４≦Ｙ≦０．６で表されることを特徴とする請求項１〜１３いずれか記載の半導体発光素子。
15. 上記ＡｌＧａＩｎＰ系半導体層と上記反射金属膜層との間であって第一電極に覆われない部分に、複数のオーミックコンタクト接合部が配置されたことを特徴とする請求項１〜１４いずれか記載の半導体発光素子。
16. 上記ＡｌＧａＩｎＰ系半導体層と上記反射金属膜層との間であって上記オーミックコンタクト接合部同士の間に、酸化物層が形成されたことを特徴とする請求項１〜１５いずれか記載の半導体発光素子。
17. 上記酸化物層の層厚Ｄは、
    ｄ＝定数Ａ×波長λｐ／（４×屈折率ｎ）
    の関係式（定数Ａは奇数）で表される値の±３０％の範囲にあることを特徴とする請求項１６記載の半導体発光素子。
18. 上記酸化物層の材料がＳｉＯ₂、ＳｉＮのいずれか一方又は両方の組み合わせであることを特徴とする請求項１６又は１７記載の半導体発光素子。
19. 上記ＡｌＧａＩｎＰ系半導体層の第一導電型クラッド層側の主面に凹凸が形成されたことを特徴とする請求項１〜１８いずれか記載の半導体発光素子。
20. 上記ＡｌＧａＩｎＰ系半導体層の第一導電型クラッド層側の主面に、該ＡｌＧａＩｎＰ系半導体層と空気との間の屈折率又は該ＡｌＧａＩｎＰ系半導体層と樹脂との間の屈折率を有する酸化物を材料とする主面酸化物層が設けられたことを特徴とする請求項１〜１９いずれか記載の半導体発光素子。
21. 主面酸化物層の材料がＳｉＯ₂、ＳｉＮのいずれか一方又は両方の組み合わせであることを特徴とする請求項２０記載の半導体発光素子。

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