JP2008181958A - 半導体発光素子 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基板と、この基板の下面に設けられた第一の電極と、前記基板上に積層され、側面が発光端面を構成した半導体層と、この半導体層の最上面の中央部に設けられた第二の電極と、前記半導体層の最上面の一部に設けられ前記第二の電極の電位と前記第一の電極の電位との間の電位または前記第一の電極の電位と同じ電位である第三の電極とを備えたことによって、高湿環境下で動作させても、発光端面が劣化せず、長期信頼性が確保できる半導体発光素子を得ることができる。
【選択図】図1
Description
図1は、本実施の形態における半導体発光素子の上面図である。また、図2は、本実施の形態における半導体発光素子の断面AAの断面図である。図において、基板(p型−基板38)の下面に第一の電極(p型側電極)33が設けられ、p型−基板上38に複数の層が積層された端面発光型の半導体層が形成されている。ここで、半導体層は、直方体形状に形成される。また、この半導体層の最上面層には、絶縁層11が形成されている。さらに、絶縁層11の上面の一部に第二の電極(n型側電極)13が形成されている。本実施の形態では、n型側電極13は、絶縁層11の上面中央部に十字型に形成されている。なお、図において、発光端面36a、及びこの面の反対側となる面36bは、それぞれ半導体層の発光する活性層の発光方向の側面及びこの側面の反対側の側面である。
図9は、本発明の実施の形態2による発光素子の斜視図である。本実施の形態は、第二の電極(n型側電極)13の周囲に、第一の電極(p型側電極)33に近い電位を持つ領域を形成するため、絶縁層11を表面に蒸着する際に、n型側電極を囲む位置に、電位の浮いた第三の電極(フローティング電極)71を設け、かつこの電極71の一部にワイヤボンド可能な領域を確保したものである。
図10は、本発明の実施の形態3による発光素子の上面図である。実施の形態1では、図1のように切れ目のない第三の電極(リング状電極)19を形成するために、活性層3Dに電流を注入するn型側電極は、図1の例の第二の電極(n型側電極)13のように、発光端面36a及びこの面の反対側の面36bと半導体層の上面とが接続する辺91a,91bから、第三の電極(リング状電極)19の幅以上の隙間を開ける必要がある。また、絶縁層11の開口領域22と辺91a,91bとの間にも、同様に隙間が必要となる。このような隙間があると、発光端面36a近傍に電流が注入されず、発光効率の観点から不利であった。
図11は、本実施の形態4による発光素子の上面図である。また、図12は、本発明の実施の形態4による発光素子の断面図である。本実施の形態では、n型−キャップ層31と絶縁層11との界面39を第三の電極19で覆うことによって、劣化の起点となる界面39に漏れ電流を流さず、高湿度環境下でも劣化を抑制する特徴がある。ここで第三の電極19は、金属や導電性接着剤などの導電体によって構成することができる。
上記実施の形態においては、n型-キャップ層31の材料が、InPが前提である。上記した非気密封止状態、例えば図7の水の層35が存在する高温高湿時の劣化は、InPのn型-キャップ層31と絶縁層11との界面39におけるリン(P)の酸化が原因と考えられる。このため、本実施の形態の構造は図7および図8に示すとおりとし、n型-キャップ層31の材料としてInGaAsを用いる構成とした。このように構成することで、界面39にリン(P)が存在せず、リンの酸化も起こらず、高温高湿度時にも劣化が起きにくくなる。
上記実施の形態の第三の電極19は、第二の電極13を囲む形状に形成されたが、本実施の形態の第三の電極19は、半導体層の最上面のコーナー部を中央部から分離したことによって、劣化の原因となるn型−キャップ層31と絶縁層11との界面39に漏れ電流が流れずに劣化を防止するものである。
上記の実施の形態は、コーナー部に漏れ電流が流れないように構成したが、発光端面36aと前記半導体の最上面とが接続する辺の中央部(活性層3Dの上方)に、漏れ電流が流れないようにすることによって、活性層が汚染されることを防止することができる。
21a、21b 開口領域、22 開口領域、30 n型−クラッド層、31 n型−キャップ層、32 駆動電源、33 第一の電極(p型側電極)、34a、34b 保護膜、35 水の層、36a 発光端面、36b 発光端面の反対側となる面、37 p型-クラッド層、38 p型−基板、39 界面、3A 電流、3B イオン、3C 給電経路、3D 活性層、51a,51b,51c,51d,51e,51f 漏れ電流経路、52a,52b,52c,52d 漏れ電流経路、71a,71b 第三の電極(フローティング電極)、91 マウント部、92a ボンディングワイヤ、93a,93b,93c,93d,93e,93f 漏れ電流。
Claims (10)
- 基板と、
この基板の下面に設けられた第一の電極と、
前記基板上に積層され、側面が発光端面を構成した半導体層と、
この半導体層の最上面の中央部に設けられた第二の電極と、
前記半導体層の最上面の一部に設けられ前記第二の電極の電位と前記第一の電極の電位との間の電位または前記第一の電極の電位と同じ電位である第三の電極とを備えた半導体発光素子。 - 第三の電極は、半導体層の最上面のコーナー部を中央部から分離したことを特徴とする請求項1に記載の半導体発光素子。
- 第三の電極は、発光端面及びこの面の反対側となる半導体層の側面と前記半導体の最上面とが接続する辺の中央部に接したことを特徴とする請求項1に記載の半導体発光素子。
- 第三の電極は、第二の電極の全周を囲んだことを特徴とする請求項1に記載の半導体発光素子。
- 第二の電極は、発光端面及びこの面の反対側となる半導体層の側面と前記半導体層の最上面とが接続する辺に接したことを特徴とする請求項1または2に記載の半導体発光素子。
- 第三の電極は、第二の電極を両側から囲んだことを特徴とする請求項5に記載の半導体発光素子。
- 半導体層は、最上面から絶縁層、キャップ層の順に設けられ、
前記キャップ層は、一部が外部に露出し、
第三の電極は、前記キャップ層が露出した部分と第二の電極との間に設けられたことを特徴とする請求項1ないし6のいずれか1項に記載の半導体発光素子。 - 半導体層は、最上面から絶縁層、キャップ層の順に設けられ、
前記キャップ層は、一部が外部に露出し、
第三の電極は、露出した前記キャップ層と前記絶縁層との境界を覆うことを特徴とする請求項1ないし6のいずれか1項に記載の半導体発光素子。 - 第三の電極は、最上面の層に設けられた開口部の上に形成され、絶縁層以外の半導体層の層と同電位としたことを特徴とする請求項1ないし8のいずれか1項に記載の半導体発光素子。
- 第三の電極は、第一の電極と同電位としたことを特徴とする請求項1ないし8のいずれか1項に記載の半導体発光素子。
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