JP2009021323A - Semiconductor light emitting element - Google Patents

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Ryo Sakamoto
陵 坂本
Masatoshi Iwata
雅年 岩田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To increase light emission output of a semiconductor light emitting element by preventing the semiconductor light emitting element from deteriorating owing to an influence of a use environment even when used for a long time. <P>SOLUTION: A protective film portion 30 having higher moisture resistance than a surface of a semiconductor layer 15 provided above an active layer 7 is provided on the surface of the semiconductor layer 15. The protective film portion 30 includes a first protective layer 31 having a semiconductor layer junction surface 31a bonded to the semiconductor layer 15, and a second protective layer 32 having electrode junction surfaces 32a and 32b bonded to an upper electrode 17. Further, the first protective layer 31 has higher bonding property for the semiconductor layer 15 than for a second protective layer 32, which has higher bonding property for the upper electrode 17 than for the first protective layer 31. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、例えば光通信の光源などに使用される半導体発光素子に関する。   The present invention relates to a semiconductor light emitting device used for a light source for optical communication, for example.

発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）や半導体レーザー（レーザーダイオード）などの発光素子は、光通信などに使用されている。近年では、プラスチック光ファイバー（ＰＯＦ）用の光源として、半導体レーザーよりも安価である発光ダイオードが注目されている。しかしながら、より高い出力、高速応答性、高い信頼性を実現するためには、従来の一般的な発光ダイオードでは不十分であり、様々な改良が試みられている。例えば、発光ダイオードを構成する層が、使用環境の湿度などの影響を受けて変質すると、層の劣化、発光出力の低下等の問題が生じる。そのような不具合を防止するため、発光ダイオードの表面に、耐湿性が高い保護膜を設ける、または半導体層の最上層を耐湿性の高い層とする構造が提案されている（特許文献１、２参照）。   Light emitting elements such as light emitting diodes (LEDs) and semiconductor lasers (laser diodes) are used for optical communications and the like. In recent years, light-emitting diodes that are less expensive than semiconductor lasers have attracted attention as light sources for plastic optical fibers (POF). However, in order to realize higher output, faster response, and higher reliability, conventional general light emitting diodes are insufficient, and various improvements have been attempted. For example, when a layer constituting a light emitting diode is deteriorated by the influence of humidity or the like in a use environment, problems such as deterioration of the layer and a decrease in light emission output occur. In order to prevent such a problem, a structure in which a protective film having high moisture resistance is provided on the surface of the light emitting diode or the uppermost layer of the semiconductor layer is a layer having high moisture resistance has been proposed (Patent Documents 1 and 2). reference).

例えば面発光型発光ダイオードに関しては、発光ダイオードの上面（光の出射側）に、Ｓｉ（珪素、シリコン）系の保護膜（パシベーション層）、即ち、酸化珪素（ＳｉＯ２）からなる保護膜、窒化珪素（ＳｉＮｘ）からなる保護膜、又は、窒化酸化珪素（ＳｉＯｘＮ１−ｘ）からなる保護膜を設ける構成が提案されている（特許文献１参照）。 For example, with respect to a surface-emitting light-emitting diode, an Si (silicon, silicon) -based protective film (passivation layer), that is, a protective film made of silicon oxide (SiO 2 ), is formed on the upper surface (light emitting side) of the light-emitting diode. A configuration in which a protective film made of silicon (SiN x ) or a protective film made of silicon nitride oxide (SiO x N 1-x ) has been proposed (see Patent Document 1).

また、垂直共振器型発光ダイオード（ＲＣＬＥＤ：Ｒｅｓｏｎａｎｔ−Ｃａｖｉｔｙ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）に関しては、ＩｎｘＧａ１−ｘＰからなる耐湿層を設ける構成が提案されている（特許文献２参照）。 In addition, regarding a vertical cavity light emitting diode (RCLED), a configuration in which a moisture-resistant layer made of In x Ga 1-x P is provided (see Patent Document 2).

特開平９−２４６５９３号公報JP-A-9-246593 特開２００２−１１１０５４号公報JP 2002-111054 A

しかしながら、従来のＳｉ系の保護膜は、保護膜が接合される層（半導体層）、あるいは、発光ダイオードの上面側に設けられている電極（金属）との接合性（密着性）が不十分であった。例えば酸化珪素からなる保護膜は、半導体層との接合性は高いが、電極との接合性が低い問題があった。逆に、窒化珪素からなる保護膜は、電極との接合性は高いが、半導体層との接合性が低い問題があった。また、窒化酸化珪素を保護膜に用いた場合でも、半導体層や電極との十分な接合性は得られなかった。従って、いずれのＳｉ系の保護膜を用いた場合も、例えば発光ダイオードを長時間使用した際等には、保護膜と電極との間、または、保護膜と半導体層との間において、剥離が生じるおそれが高かった。即ち、剥離した箇所の隙間を通じて、外部の雰囲気（外気）が侵入し、半導体層の変質、劣化、発光出力の低下等の不具合が発生するおそれがあった。   However, conventional Si-based protective films have insufficient bonding properties (adhesiveness) to a layer (semiconductor layer) to which the protective film is bonded or to an electrode (metal) provided on the upper surface side of the light emitting diode. Met. For example, a protective film made of silicon oxide has a high bondability with a semiconductor layer, but has a problem of low bondability with an electrode. Conversely, the protective film made of silicon nitride has a high bondability with the electrode, but has a problem of low bondability with the semiconductor layer. In addition, even when silicon nitride oxide was used for the protective film, sufficient bondability with the semiconductor layer and the electrode could not be obtained. Therefore, when any Si-based protective film is used, for example, when the light-emitting diode is used for a long time, the peeling occurs between the protective film and the electrode or between the protective film and the semiconductor layer. The risk of occurrence was high. That is, there is a possibility that an external atmosphere (outside air) may enter through the gap between the peeled portions, causing problems such as deterioration and deterioration of the semiconductor layer and a decrease in light emission output.

また、ＩｎｘＧａ１−ｘＰからなる耐湿層を形成した場合、ＩｎｘＧａ１−ｘＰは禁制帯幅（バンドギャップ）が小さく、発光ダイオードの内部（活性層）において発生させられる光が短波長であると、光が耐湿層を透過して出射する際に、光エネルギーの一部が、耐湿層によって多く吸収され、出射光の光エネルギーが大幅に減少させられてしまう。即ち、発光出力が耐湿層によって低下させられる問題があった。 Also, the case of forming a moisture resistant layer made of In x Ga 1-x P, In x Ga 1-x P is smaller forbidden band width (band gap), the light is generated in the interior of the light-emitting diode (active layer) When the wavelength is short, a part of the light energy is absorbed by the moisture resistant layer when the light passes through the moisture resistant layer and is emitted, and the light energy of the emitted light is greatly reduced. That is, there is a problem that the light emission output is lowered by the moisture resistant layer.

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、長時間使用しても、使用環境の影響による劣化を防止でき、かつ、発光出力が高い半導体発光素子を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a semiconductor light emitting device that can prevent deterioration due to the influence of the use environment even when used for a long time and has a high light emission output. .

上記課題を解決するため、本発明によれば、光を発生させる活性層と、前記活性層の上方に設けられた半導体層と、前記半導体層の上方に設けられた上部電極とを備える半導体発光素子であって、前記半導体層よりも高い耐湿性を有する保護膜部を備え、前記保護膜部は、前記半導体層に対して接合された半導体層接合面と、前記上部電極に対して接合された電極接合面とを備え、前記半導体層接合面は、前記半導体層に対する接合性が前記電極接合面よりも高い性質を有し、前記電極接合面は、前記上部電極に対する接合性が前記半導体層接合面よりも高い性質を有することを特徴とする、半導体発光素子が提供される。   In order to solve the above problems, according to the present invention, a semiconductor light emitting device comprising an active layer for generating light, a semiconductor layer provided above the active layer, and an upper electrode provided above the semiconductor layer. An element comprising a protective film part having moisture resistance higher than that of the semiconductor layer, wherein the protective film part is bonded to the semiconductor layer bonding surface bonded to the semiconductor layer and the upper electrode. The semiconductor layer bonding surface has a property that the bonding property to the semiconductor layer is higher than the electrode bonding surface, and the electrode bonding surface has a bonding property to the upper electrode. There is provided a semiconductor light emitting device characterized by having a property higher than that of a bonding surface.

前記半導体層接合面は、酸化珪素によって形成しても良い。前記電極接合面は、窒化珪素によって形成しても良い。   The semiconductor layer bonding surface may be formed of silicon oxide. The electrode joint surface may be formed of silicon nitride.

また、前記活性層の下方に、第一の反射層を備え、前記活性層の上方に、第二の反射層を備え、前記第一の反射層と前記第二の反射層とによって、光を共振させる共振器構造を構成しても良い。前記半導体層は、前記第二の反射層であっても良い。前記第二の反射層と前記上部電極との間には、コンタクト層を備えても良い。   In addition, a first reflective layer is provided below the active layer, a second reflective layer is provided above the active layer, and light is emitted by the first reflective layer and the second reflective layer. You may comprise the resonator structure to resonate. The semiconductor layer may be the second reflective layer. A contact layer may be provided between the second reflective layer and the upper electrode.

さらに、前記上部電極に、光を出射させる光出射部を備え、前記上部電極の下方に、電流狭窄を行う電流狭窄層を備えても良い。前記光出射部は、前記電流狭窄層の開口部に対して重なる位置に設けても良い。   Further, the upper electrode may be provided with a light emitting portion for emitting light, and a current confinement layer for performing current confinement may be provided below the upper electrode. The light emitting part may be provided at a position overlapping the opening of the current confinement layer.

また、前記電極接合面は、前記保護膜部の側面及び上面に設けても良い。前記保護膜部は、前記半導体層接合面を有する第一の保護膜と、前記電極接合面を有する第二の保護膜とを備える構成としても良い。前記第一の保護膜の厚さと前記第二の保護膜の厚さとを合計した厚さは、（ｍ／４）×（λ／ｎＡ）（ｍ：正の奇数、λ：前記活性層が発生させる光の波長、ｎＡ：第一の保護膜と第二の保護膜の平均屈折率）としても良い。 The electrode bonding surface may be provided on a side surface and an upper surface of the protective film portion. The protective film portion may include a first protective film having the semiconductor layer bonding surface and a second protective film having the electrode bonding surface. The total thickness of the first protective film and the second protective film is (m / 4) × (λ / n A ) (m: positive odd number, λ: the active layer is The wavelength of light to be generated, n A : average refractive index of the first protective film and the second protective film) may be used.

本発明によれば、保護膜部と半導体層の接合性、保護膜部と上部電極の接合性を高めることができる。発光出力の経時変化を防止でき、信頼性の高い半導体発光素子とすることができる。   According to the present invention, the bondability between the protective film portion and the semiconductor layer and the bondability between the protective film portion and the upper electrode can be improved. A change in the light emission output with time can be prevented, and a highly reliable semiconductor light emitting element can be obtained.

以下、本発明にかかる実施形態を、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態にかかる半導体発光素子の一例としての発光ダイオード１を示した平面図であり、図２は、発光ダイオード１の縦断面図である。かかる発光ダイオード１は、いわゆる垂直共振器型発光ダイオード（ＲＣＬＥＤ）の一種であり、光を共振させる垂直共振器（後述する共振器構造５２）と、活性層への電流密度を向上させる電流狭搾構造（後述する電流狭窄層１３）とを有するものである。なお、以下では説明の便宜のため、光が出射される側（後述する光出射部２５側）を上方とし、その反対側（後述する下部電極３５側）を下方として説明する。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a plan view showing a light emitting diode 1 as an example of a semiconductor light emitting element according to the present embodiment, and FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the light emitting diode 1. The light emitting diode 1 is a kind of so-called vertical resonator type light emitting diode (RCLED), and includes a vertical resonator (resonator structure 52 described later) that resonates light and a current constriction that improves the current density to the active layer. And a structure (current confinement layer 13 described later). In the following description, for convenience of explanation, the side from which light is emitted (the light emitting unit 25 side described later) is referred to as the upper side, and the opposite side (the lower electrode 35 side described later) is referred to as the lower side.

図２に示すように、発光ダイオード１は、基板２の一面（上面）側に、バッファ層３、第一の反射層５、第一のクラッド層６、光を発生させる活性層７、第二のクラッド層８、エッチングストップ層１２、電流狭窄層１３、半導体層（保護膜接合層）としての第二の反射層１５、及び、コンタクト層１６と上部電極１７からなる電極層部１８が、所定方向（下方から上方に向かう方向）においてこの順に、また、互いに略平行に積層された構造を備えている。なお、電流狭窄層１３は、第二の反射層１５内に埋め込まれており、電流狭窄層１３に設けられている通過部用孔１３ａ（開口部）には、第二の反射層１５の一部である通過部１５ａが形成されている。また、上部電極１７には、光を発光ダイオード１の外部に出射させる光出射部２５（窓部）が設けられている。光出射部２５の下方には、第二の反射層１５の上面を保護する保護膜部３０が設けられている。この保護膜部３０は、二層構造になっており、下層である第一の保護膜３１と、上層である第二の保護膜３２とを備えている。一方、基板２の他面（図２においては下面）側には、下部電極３５が層状に設けられている。   As shown in FIG. 2, the light emitting diode 1 includes a buffer layer 3, a first reflective layer 5, a first cladding layer 6, an active layer 7 for generating light, and a second layer on one surface (upper surface) side of the substrate 2. A clad layer 8, an etching stop layer 12, a current confinement layer 13, a second reflective layer 15 as a semiconductor layer (protective film bonding layer), and an electrode layer portion 18 composed of a contact layer 16 and an upper electrode 17. A structure is provided in which the layers are laminated in this order (in the direction from the bottom to the top) in this order and substantially parallel to each other. Note that the current confinement layer 13 is embedded in the second reflection layer 15, and the passage portion hole 13 a (opening) provided in the current confinement layer 13 has one of the second reflection layers 15. A passage portion 15a which is a portion is formed. Further, the upper electrode 17 is provided with a light emitting portion 25 (window portion) that emits light to the outside of the light emitting diode 1. A protective film portion 30 that protects the upper surface of the second reflective layer 15 is provided below the light emitting portion 25. The protective film portion 30 has a two-layer structure, and includes a first protective film 31 that is a lower layer and a second protective film 32 that is an upper layer. On the other hand, the lower electrode 35 is provided in layers on the other surface (lower surface in FIG. 2) side of the substrate 2.

基板２は、例えばｎ型ＧａＡｓ（ガリウム砒素）の基板である。バッファ層３は、例えばｎ型ＧａＡｓからなる層であり、第一の反射層５の結晶性を高めるために設けられている。   The substrate 2 is, for example, an n-type GaAs (gallium arsenide) substrate. The buffer layer 3 is a layer made of, for example, n-type GaAs, and is provided to increase the crystallinity of the first reflective layer 5.

活性層７は、光を発生させる発光部として機能する層であり、例えば量子井戸（ＱＷ：Ｑｕａｎｔｕｍ Ｗｅｌｌ）構造からなる層としても良く、単一量子井戸構造や多重量子井戸構造とすることができる。また、活性層７とその上下に設けられている２つのクラッド層（即ち、活性層７の下方に備えられている第一のクラッド層６と、活性層７の上方に備えられている第二のクラッド層８）によって、ダブルへテロ接合構造５１が構成されている。なお、活性層７、第一のクラッド層６、第二のクラッド層８は、ＩＩＩ−Ｖ族半導体層とすることができ、例えばＡｌＸＧａＹＩｎ１−Ｘ−ＹＰ（Ｘ：Ａｌの組成、Ｙ：Ｇａの組成、０＜Ｘ＋Ｙ＜１）からなる層であっても良い。 The active layer 7 is a layer that functions as a light emitting portion that generates light, and may be, for example, a layer having a quantum well (QW) structure, and may have a single quantum well structure or a multiple quantum well structure. . The active layer 7 and two clad layers provided above and below the active layer 7 (that is, the first clad layer 6 provided below the active layer 7 and the second clad layer provided above the active layer 7). The double heterojunction structure 51 is constituted by the cladding layer 8). The active layer 7, the first cladding layer 6, and the second cladding layer 8 can be III-V group semiconductor layers, for example, Al X Ga Y In 1- XYP (X: Al It may be a layer composed of composition, Y: Ga composition, 0 <X + Y <1).

また、活性層７の上下に設けられている２つの反射層（即ち、活性層７の下方に備えられている第一の反射層５と、活性層７の上方に備えられている第二の反射層１５）によって、活性層７で発生した光を上下方向に繰り返し反射させて共振させる共振器構造５２（垂直共振器構造）が構成されている。なお、第一の反射層５、第二の反射層１５としては、例えばＡｌＧａＡｓ系のブラッグ反射層を用いても良い。   Two reflective layers provided above and below the active layer 7 (that is, a first reflective layer 5 provided below the active layer 7 and a second reflective layer provided above the active layer 7). The reflection layer 15) constitutes a resonator structure 52 (vertical resonator structure) in which light generated in the active layer 7 is repeatedly reflected in the vertical direction to resonate. As the first reflective layer 5 and the second reflective layer 15, for example, an AlGaAs Bragg reflective layer may be used.

コンタクト層１６は、第二の反射層１５の上面（保護膜部３０によって覆われている上面中央部を除いた部分）を覆うように設けられている。なお、コンタクト層１６を第二の反射層１５と上部電極１７との間に設けると、第二の反射層１５と上部電極１７との間に生じる接触抵抗を低減できる。そのようなコンタクト層１６の材質としては、例えばＧａＡｓ等の半導体を用いても良い。   The contact layer 16 is provided so as to cover the upper surface of the second reflective layer 15 (a portion excluding the central portion of the upper surface covered with the protective film portion 30). If the contact layer 16 is provided between the second reflective layer 15 and the upper electrode 17, the contact resistance generated between the second reflective layer 15 and the upper electrode 17 can be reduced. As a material of such a contact layer 16, for example, a semiconductor such as GaAs may be used.

上部電極１７は、コンタクト層１６の上面を覆うように形成されており、コンタクト層１６を介して、第二の反射層１５の上面に接合されている。また、上部電極１７は、保護膜部３０の側部（第一の保護膜３１の上部側面と第二の保護膜３２の側面全体）にも接合され、さらに、保護膜部３０の上面（第二の保護膜３２の上面）の一部にも接合されている。即ち、上部電極１７は、保護膜部３０の上面にオーバーラップさせたオーバーラップ部１７ａを備えている。このようなオーバーラップ部１７ａが設けられていると、オーバーラップ部１７ａを形成しない場合よりも、上部電極１７と保護膜部３０との接合面積を広くすることができ、上部電極１７と保護膜部３０をより強固に接合させることができる。図示の例では、オーバーラップ部１７ａは、保護膜部３０の上面周縁部全体に沿って、略円環状に形成されている。なお、上部電極１７の材質は、金属、例えばＡｕ（金）を含有する合金（例えばＡｕ、ＡｕＺｎ合金、ＡｕＢｅ合金等）などであっても良い。因みに、下部電極３５も、上部電極１７と同様に、例えばＡｕを含有する合金などからなる層であっても良い。   The upper electrode 17 is formed so as to cover the upper surface of the contact layer 16, and is joined to the upper surface of the second reflective layer 15 via the contact layer 16. The upper electrode 17 is also bonded to the side portion of the protective film unit 30 (the upper side surface of the first protective film 31 and the entire side surface of the second protective film 32), and further, the upper surface of the protective film unit 30 (the first side surface). It is also bonded to a part of the upper surface) of the second protective film 32. That is, the upper electrode 17 includes an overlap portion 17 a that overlaps the upper surface of the protective film portion 30. When such an overlap portion 17a is provided, the bonding area between the upper electrode 17 and the protective film portion 30 can be increased compared to the case where the overlap portion 17a is not formed, and the upper electrode 17 and the protective film can be increased. The part 30 can be joined more firmly. In the example shown in the drawing, the overlap portion 17 a is formed in a substantially annular shape along the entire peripheral surface of the upper surface of the protective film portion 30. The material of the upper electrode 17 may be a metal, for example, an alloy containing Au (gold) (for example, Au, AuZn alloy, AuBe alloy, or the like). Incidentally, the lower electrode 35 may also be a layer made of, for example, an alloy containing Au, like the upper electrode 17.

光出射部２５は、オーバーラップ部１７ａの内側かつ保護膜部３０の上方に形成されている略円形の開口部であり、図示の例では上部電極１７の中央部に開口されている。つまり、上方から見た平面視において（発光ダイオード１の中心軸方向からみて）、光出射部２５は、保護膜部３０及び通過部用孔１３ａ（通過部１５ａ）に対して重なる位置に設けられている。即ち、前述した上部電極１７と下部電極３５に電圧が与えられ、電流狭窄層１３によって電流が狭窄され、通過部１５ａの直下における活性層７の電流密度が高められ、活性層７で光が発光すると、発生した光は、共振器構造５２において共振した後、保護膜部３０を透過し、光出射部２５を通じて上方（発光ダイオード１の外部）に向かって出射させられるようになっている。   The light emitting portion 25 is a substantially circular opening formed inside the overlap portion 17 a and above the protective film portion 30, and is opened at the center of the upper electrode 17 in the illustrated example. That is, the light emitting portion 25 is provided at a position overlapping the protective film portion 30 and the passage portion hole 13a (passage portion 15a) in a plan view seen from above (as viewed from the central axis direction of the light emitting diode 1). ing. That is, a voltage is applied to the upper electrode 17 and the lower electrode 35 described above, the current is confined by the current confinement layer 13, the current density of the active layer 7 immediately below the passing portion 15 a is increased, and light is emitted from the active layer 7. Then, the generated light resonates in the resonator structure 52, passes through the protective film portion 30, and is emitted upward (outside the light emitting diode 1) through the light emitting portion 25.

保護膜部３０は、光出射部２５の下方において、第二の反射層１５の上面中央部（電極層部１８によって覆われていない部分）を覆うように設けられている。即ち、第二の反射層１５の上面中央部に外気を接触させないように設けられており、第二の反射層１５が外気に接触して変質すること（大気中の水分に接触して酸化すること）を防止している。   The protective film part 30 is provided below the light emitting part 25 so as to cover the center of the upper surface of the second reflective layer 15 (part not covered by the electrode layer part 18). That is, it is provided so that the outside air is not brought into contact with the central portion of the upper surface of the second reflective layer 15, and the second reflective layer 15 is changed in contact with the outside air (it is oxidized in contact with moisture in the atmosphere). )).

また、保護膜部３０は、上下に積層された２つの層、即ち、第一の保護膜３１と、第一の保護膜３１よりも上方に設けられた第二の保護膜３２とを備えている。第一の保護膜３１は、図示の例では、上方から見た平面視において、略円形に形成されており、第二の反射層１５の上面、コンタクト層１６、上部電極１７、及び、第二の保護膜３２に対して接合されている。第二の保護膜３２は、第一の保護膜３１と同様に、上方から見て略円形に形成されており、第一の保護膜３１の上面、及び、上部電極１７に対して接合されている。   The protective film unit 30 includes two layers stacked one above the other, that is, a first protective film 31 and a second protective film 32 provided above the first protective film 31. Yes. In the example shown in the drawing, the first protective film 31 is formed in a substantially circular shape when viewed from above, and the upper surface of the second reflective layer 15, the contact layer 16, the upper electrode 17, and the second The protective film 32 is joined. Similar to the first protective film 31, the second protective film 32 is formed in a substantially circular shape when viewed from above, and is joined to the upper surface of the first protective film 31 and the upper electrode 17. Yes.

即ち、本実施形態において、第二の反射層１５に対して接合された半導体層接合面（反射層接合面）とは、第一の保護膜３１の下面３１ａのことである。上部電極１７に対して接合された電極接合面とは、第二の保護膜３２の側面３２ａ、及び、第二の保護膜３２の上面周縁部３２ｂ（オーバーラップ部１７ａに接合された面）のことである。換言すれば、半導体層接合面は、保護膜部３０の下面に設けられ、電極接合面は、保護膜部３０の側面及び上面に設けられている。   That is, in the present embodiment, the semiconductor layer bonding surface (reflection layer bonding surface) bonded to the second reflective layer 15 is the lower surface 31 a of the first protective film 31. The electrode bonding surfaces bonded to the upper electrode 17 are the side surface 32a of the second protective film 32 and the upper surface peripheral edge portion 32b of the second protective film 32 (the surface bonded to the overlap portion 17a). That is. In other words, the semiconductor layer bonding surface is provided on the lower surface of the protective film unit 30, and the electrode bonding surface is provided on the side surface and upper surface of the protective film unit 30.

第一の保護膜３１と第二の保護膜３２は、いずれも耐湿性に優れた材質によって形成することが好ましく、特に、第二の反射層１５の上面よりも高い耐湿性を有する材質によって形成することが好ましい。そうすれば、第一の保護膜３１、第二の保護膜３２が外気中の水分によって変質することを防止でき、第二の反射層１５を長期間、確実に保護できる。   Both the first protective film 31 and the second protective film 32 are preferably formed of a material having excellent moisture resistance, and in particular, formed of a material having higher moisture resistance than the upper surface of the second reflective layer 15. It is preferable to do. If it does so, it can prevent that the 1st protective film 31 and the 2nd protective film 32 degenerate with the water | moisture content in external air, and can protect the 2nd reflection layer 15 reliably for a long period of time.

また、第一の保護膜３１と第二の保護膜３２は、いずれも絶縁性を有し、禁制帯幅が大きいものを使用することが好ましい。そうすれば、活性層７において発生する光が第一の保護膜３１や第二の保護膜３２によって吸収されることを防止でき、光を効率的に出射させることができる。さらに、第一の保護膜３１と第二の保護膜３２は、活性層７において発生する光の透過率が高い性質によって形成することが好ましい。この場合も、光を効率的に出射させることができる。   Moreover, it is preferable to use the first protective film 31 and the second protective film 32 that have insulating properties and a large forbidden band width. If it does so, it can prevent that the light which generate | occur | produces in the active layer 7 is absorbed by the 1st protective film 31 and the 2nd protective film 32, and can radiate | emit light efficiently. Furthermore, it is preferable that the first protective film 31 and the second protective film 32 are formed with a property of high transmittance of light generated in the active layer 7. Also in this case, light can be emitted efficiently.

さらに、第一の保護膜３１としては、第二の反射層１５の上面に対する接合性が第二の保護膜３２よりも高い性質を有する膜を用いることが望ましく、第二の保護膜３２としては、上部電極１７に対する接合性が第一の保護膜３１よりも高い性質を有する膜を用いることが望ましい。このような材質を組み合わせて使用することで、保護膜部３０と第二の反射層１５との間の接合力を確保しながらも、保護膜部３０と上部電極１７との間の接合力も高めることができる。つまり、第二の反射層１５の上面に対しては、第一の保護膜３１を強固に接合させることができ、第二の反射層１５と保護膜部３０との間で剥離が生じることを防止できる。一方、上部電極１７に対しては、第二の保護膜３２を強固に接合させることができる。例えば上部電極１７と第一の保護膜３１との間の接合力が低い場合でも、上部電極１７と第二の保護膜３２との間の接合力によって、上部電極１７と保護膜部３０との間の接合力を補強し、上部電極１７と保護膜部３０との間で剥離が生じることを防止できる。以上のように、保護膜部３０を第二の反射層１５にも上部電極１７にも強固に接合させることで、第二の反射層１５を確実に保護することができる。   Further, as the first protective film 31, it is desirable to use a film having a property that the bonding property to the upper surface of the second reflective layer 15 is higher than that of the second protective film 32. It is desirable to use a film having a property that the bonding property to the upper electrode 17 is higher than that of the first protective film 31. By using such a material in combination, the bonding force between the protective film unit 30 and the upper electrode 17 is increased while securing the bonding force between the protective film unit 30 and the second reflective layer 15. be able to. That is, the first protective film 31 can be firmly bonded to the upper surface of the second reflective layer 15, and peeling occurs between the second reflective layer 15 and the protective film portion 30. Can be prevented. On the other hand, the second protective film 32 can be firmly bonded to the upper electrode 17. For example, even when the bonding force between the upper electrode 17 and the first protective film 31 is low, the bonding force between the upper electrode 17 and the second protective film 32 causes the upper electrode 17 and the protective film unit 30 to be connected. It is possible to reinforce the bonding force between them and prevent the separation between the upper electrode 17 and the protective film part 30. As described above, the second reflective layer 15 can be reliably protected by firmly bonding the protective film portion 30 to the second reflective layer 15 and the upper electrode 17.

なお、上記のような性質（耐湿性、絶縁性、透光性、接合性等）を満たす材質としては、例えばＳｉ系の材料を用いることができる。第一の保護膜３１は、例えば酸化珪素（ＳｉＯｘ、例えばＳｉＯ２等）によって形成しても良く、第二の保護膜３２は、例えば窒化珪素（ＳｉＮｙ、例えばＳｉＮ等）によって形成しても良い。 As a material satisfying the above properties (moisture resistance, insulation, translucency, bondability, etc.), for example, a Si-based material can be used. The first protective film 31 may be formed of, for example, silicon oxide (SiO x , for example, SiO 2 ), and the second protective film 32 is formed of, for example, silicon nitride (SiN y , for example, SiN). Also good.

また、本実施形態のように、発光ダイオード１を共振型の発光素子とする場合、保護層部３０の上下方向（発光ダイオード１の中心軸方向）における厚さＴＡ（即ち、第一の保護膜３１の上下方向における厚さＴ１と、第二の保護膜３２の上下方向における厚さＴ２とを合計した寸法）は、（ｍ／４）×（λ／ｎＡ）（ｍ：正の奇数、λ：活性層７が発生させる光の波長、ｎＡ：第一の保護膜３１と第二の保護膜３２の平均屈折率）であることが望ましい。ここで、平均屈折率ｎＡは、第一の保護膜３１の屈折率をｎ３１、第二の保護膜３２の屈折率をｎ３２とした場合、ｎＡ＝（ｎ３１×Ｔ１＋ｎ３２×Ｔ２）／（Ｔ１＋Ｔ２）で決まる値である。このように保護膜部３０の厚さＴを調節することで、発光ダイオード１の発光出力をさらに向上させることができる。 Further, when the light emitting diode 1 is a resonant light emitting element as in the present embodiment, the thickness T A (that is, the first protection) in the vertical direction of the protective layer portion 30 (the central axis direction of the light emitting diode 1). The total dimension of the thickness T 1 in the vertical direction of the film 31 and the thickness T 2 in the vertical direction of the second protective film 32 is (m / 4) × (λ / n A ) (m: positive It is desirable that λ is the wavelength of light generated by the active layer 7 and n A is the average refractive index of the first protective film 31 and the second protective film 32. Here, the average refractive index n A, if n 31 the refractive index of the first protective film 31, the refractive index of the second protective film 32 was set to n 32, n A = (n 31 × T 1 + n 32 XT 2 ) / (T 1 + T 2 ) Thus, by adjusting the thickness T of the protective film portion 30, the light emission output of the light emitting diode 1 can be further improved.

次に、発光ダイオード１の製造方法の一例を説明する。先ず、図３に示すように、基板２上に、例えば化学気相成長法（ＣＶＤ法）や有機金属化学気相成長法（ＭＯＣＶＤ法：Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）等を用いて、バッファ層３、第一の反射層５、第一のクラッド層６、活性層７、第二のクラッド層８、エッチングストップ層１２、電流狭窄層１３を、下方からこの順に形成（エピタキシャル成長）させる。   Next, an example of a method for manufacturing the light emitting diode 1 will be described. First, as shown in FIG. 3, the buffer layer 3 is formed on the substrate 2 by using, for example, a chemical vapor deposition method (CVD method), a metal organic chemical vapor deposition method (MOCVD method: Metal Organic Chemical Vapor Deposition), or the like. The first reflective layer 5, the first cladding layer 6, the active layer 7, the second cladding layer 8, the etching stop layer 12, and the current confinement layer 13 are formed (epitaxially grown) in this order from below.

電流狭窄層１３を形成したら、図４に示すように、電流狭窄層１３のエッチングを行い、通過部用孔１３ａを形成する。このエッチングは、電流狭窄層１３の選択エッチングであり、エッチングストップ層１２に対しては行われない。即ち、エッチングの進行は、エッチングストップ層１２の上面によって停止させられ、通過部用孔１３ａの底部においては、エッチングストップ層１２の上面中央部が露出させられる。   When the current confinement layer 13 is formed, as shown in FIG. 4, the current confinement layer 13 is etched to form a passage hole 13a. This etching is a selective etching of the current confinement layer 13 and is not performed on the etching stop layer 12. That is, the progress of etching is stopped by the upper surface of the etching stop layer 12, and the central portion of the upper surface of the etching stop layer 12 is exposed at the bottom of the passage hole 13a.

こうして通過部用孔１３ａを形成したら、図５に示すように、電流狭窄層１３上に、第二の反射層１５を例えばＣＶＤ法あるいはＭＯＣＶＤ法を用いて形成する。このとき、通過部用孔１３ａ内（エッチングストップ層１２上）には、通過部１５ａが形成される。その後、第二の反射層１５上に、コンタクト層１６を例えばＣＶＤ法あるいはＭＯＣＶＤ法を用いて形成する。   After the passage hole 13a is formed in this way, as shown in FIG. 5, the second reflective layer 15 is formed on the current confinement layer 13 by using, for example, the CVD method or the MOCVD method. At this time, a passage portion 15a is formed in the passage portion hole 13a (on the etching stop layer 12). Thereafter, the contact layer 16 is formed on the second reflective layer 15 by using, for example, the CVD method or the MOCVD method.

次に、図６に示すように、コンタクト層１６上に、保護膜部３０を形成するために用いられる第一のマスク７１を、例えばフォトリソグラフィー法により形成する。第一のマスク７１（保護膜部３０を設ける部分）には、開口７１ａを形成する。さらに、開口７１ａの底部に露出させたコンタクト層１６の一部（保護膜部３０を設ける部分）をエッチングし、第二の反射層１５の上面中央部を露出させる。   Next, as shown in FIG. 6, a first mask 71 used to form the protective film portion 30 is formed on the contact layer 16 by, for example, a photolithography method. An opening 71a is formed in the first mask 71 (portion where the protective film portion 30 is provided). Further, a part of the contact layer 16 exposed at the bottom of the opening 71a (portion where the protective film portion 30 is provided) is etched to expose the center of the upper surface of the second reflective layer 15.

次に、図７に示すように、エッチングによって形成されたコンタクト層１６の開口内（第二の反射層１５上）に、例えばスパッタリング法などを用いて、第一の保護膜３１を形成する。さらに、第一のマスク７１の開口７１ａ内（第一の保護膜３１上）に、例えばスパッタリング法などを用いて、第二の保護膜３２を形成する。   Next, as shown in FIG. 7, the first protective film 31 is formed in the opening of the contact layer 16 formed on the etching (on the second reflective layer 15) by using, for example, a sputtering method. Further, the second protective film 32 is formed in the opening 71a of the first mask 71 (on the first protective film 31) by using, for example, a sputtering method.

その後、第一のマスク７１を除去し、コンタクト層１６の上面、及び、保護膜部３０の側部（第一の保護膜３１の側面上縁部と第二の保護膜３２の側面）を露出させる。次に、図８に示すように、第二の保護膜３２の上面、即ち光出射部２５を形成する位置に、第二のマスク７２を形成する。   Thereafter, the first mask 71 is removed, and the upper surface of the contact layer 16 and the side portions of the protective film portion 30 (the upper edge portion of the side surface of the first protective film 31 and the side surface of the second protective film 32) are exposed. Let Next, as shown in FIG. 8, a second mask 72 is formed on the upper surface of the second protective film 32, that is, on the position where the light emitting portion 25 is formed.

次に、図９に示すように、第二の保護膜３２上に第二のマスク７２を形成した状態のまま、例えばスパッタリング法などを用いて、上部電極１７を形成する。その後、第二のマスク７２のみを除去すると、光出射部２５が開口され、第二の保護膜３２の上面が露出される。また、基板２の下面には、下部電極３５を形成する。   Next, as shown in FIG. 9, the upper electrode 17 is formed using, for example, a sputtering method while the second mask 72 is formed on the second protective film 32. Thereafter, when only the second mask 72 is removed, the light emitting portion 25 is opened, and the upper surface of the second protective film 32 is exposed. A lower electrode 35 is formed on the lower surface of the substrate 2.

以上のようにして、各層を総て形成した後、ダイシング等を行う。即ち、以上の工程においては、図１０に示すように、１枚の基板に対して複数のチップ（回路）が形成されるので、これら複数のチップを、例えば格子状の切断線に沿って（図１０においては点線）分割する。これにより、複数の図１に示すような発光ダイオード１が得られる。   After all the layers are formed as described above, dicing or the like is performed. That is, in the above steps, as shown in FIG. 10, a plurality of chips (circuits) are formed on one substrate, and these chips are arranged along, for example, a grid-like cutting line ( (Dotted line in FIG. 10). Thereby, a plurality of light emitting diodes 1 as shown in FIG. 1 are obtained.

かかる発光ダイオード１の構造によれば、保護膜部３０を二層構造とし、下層である第一の保護膜３１を第二の反射層１５に対する接合力が強い膜とし、上層である第二の保護膜３２を上部電極１７に対する接合力が強い膜とすることにより、保護膜部３０を第二の反射層１５と上部電極１７に対して強固に接合させ、第二の反射層１５を確実に保護できる。即ち、保護膜部３０と第二の反射層１５の間で剥離が生じること、保護膜部３０と上部電極１７の間で剥離が生じることを防止できる。つまり、外気が保護膜部３０と上部電極１７の間、保護膜部３０と第二の反射層１５の間に侵入することを防止できる。従って、第二の反射層１５が外気に晒されて変質すること（水分に接触して酸化すること）を防止できる。   According to the structure of the light emitting diode 1, the protective film portion 30 has a two-layer structure, the lower first protective film 31 is a film having a strong bonding force to the second reflective layer 15, and the second upper layer is a second layer. By making the protective film 32 a film having a strong bonding force to the upper electrode 17, the protective film portion 30 is firmly bonded to the second reflective layer 15 and the upper electrode 17, and the second reflective layer 15 is securely attached. Can protect. That is, it is possible to prevent peeling between the protective film part 30 and the second reflective layer 15 and peeling between the protective film part 30 and the upper electrode 17. That is, it is possible to prevent outside air from entering between the protective film unit 30 and the upper electrode 17 and between the protective film unit 30 and the second reflective layer 15. Accordingly, it is possible to prevent the second reflective layer 15 from being deteriorated by being exposed to the outside air (oxidizing in contact with moisture).

例えば発光ダイオード１を高湿度環境において長時間使用する場合等であっても、第二の反射層１５を第一の保護膜３１と第二の保護膜３２によって確実に保護できる。これにより、第二の反射層１５の変質、劣化、発光ダイオード１の発光出力の低下等の不具合が生じることを防止できる。つまり、発光ダイオード１の発光出力の経時変化を防止して、信頼性の高い発光ダイオード１とすることができる。   For example, even when the light emitting diode 1 is used for a long time in a high humidity environment, the second reflective layer 15 can be reliably protected by the first protective film 31 and the second protective film 32. Thereby, it is possible to prevent problems such as alteration and deterioration of the second reflective layer 15 and a decrease in light emission output of the light emitting diode 1. That is, the light emitting output of the light emitting diode 1 can be prevented from changing with time, and the light emitting diode 1 with high reliability can be obtained.

また、第一の保護膜３１や第二の保護膜３２の材料として、禁制帯幅が大きいものを使用することで、活性層７において発生する光が第一の保護膜３１や第二の保護膜３２によって吸収されることを防止でき、光を効率的に出射させることができる。即ち、発光ダイオード１の発光出力を高めることができる。   Further, by using a material having a large forbidden band as the material of the first protective film 31 and the second protective film 32, the light generated in the active layer 7 can be emitted from the first protective film 31 and the second protective film. Absorption by the film 32 can be prevented, and light can be emitted efficiently. That is, the light emission output of the light emitting diode 1 can be increased.

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到しうることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。   As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described, this invention is not limited to this example. It is obvious for those skilled in the art that various changes or modifications can be conceived within the scope of the technical idea described in the claims. It is understood that it belongs to.

例えば半導体発光素子を構成する各層の材質などは、以上の実施形態には限定されない。例えば保護膜部３０が接合される半導体層は、第二の反射層１５であるとしたが、かかるものには限定されない。コンタクト層１６は、必ずしも設けなくても良い。また、半導体発光素子は、電流狭搾層１３を有するものとしたが、かかるものには限定されない。即ち、電流狭窄構造は、電流狭窄層１３を挿入することで形成されるものには限定されず、例えばプロトンのイオン注入によって、高抵抗半導体領域を第一の反射層５、第一のクラッド層６、活性層７、第二のクラッド層８、第二の反射層１５等に設けることで形成されるものであっても良い。   For example, the material of each layer constituting the semiconductor light emitting element is not limited to the above embodiment. For example, although the semiconductor layer to which the protective film unit 30 is bonded is the second reflective layer 15, it is not limited to this. The contact layer 16 is not necessarily provided. Moreover, although the semiconductor light emitting element shall have the electric current constriction layer 13, it is not limited to this. That is, the current confinement structure is not limited to the one formed by inserting the current confinement layer 13. For example, the high-resistance semiconductor region can be formed into the first reflective layer 5 and the first clad layer by proton ion implantation. 6, the active layer 7, the second cladding layer 8, the second reflective layer 15 and the like may be provided.

また、半導体発光素子は、実施の形態に示したような共振器構造５２を有する垂直共振器型には限定されず、例えば面発光型の発光素子であっても良い。   Further, the semiconductor light emitting element is not limited to the vertical resonator type having the resonator structure 52 as shown in the embodiment, and may be a surface light emitting type light emitting element, for example.

通過部１５ａ、保護膜部３０、光出射部２５の形状は、略円形には限定されず、任意の形状であっても良い。半導体層接合面や電極接合面の形状も、以上の実施形態には限定されない。   The shapes of the passage portion 15a, the protective film portion 30, and the light emitting portion 25 are not limited to a substantially circular shape, and may be any shape. The shapes of the semiconductor layer bonding surface and the electrode bonding surface are not limited to the above embodiments.

さらに、以上の実施形態では、保護膜部３０は、半導体層接合面を有する第一の保護膜３１と電極接合面を有する第二の保護膜３２からなる二層構造をなすとしたが、かかる構成には限定されない。例えば第一の保護膜３１と第二の保護膜３２との間に、１又は２以上の中間層を設け、二層以上の複数層構造にしても良い。例えば第一の保護膜３１が酸化珪素からなり、第二の保護膜３２が窒化珪素からなる膜である場合、中間層は、例えば窒化酸化珪素（ＳｉＯＸＮ１−Ｘ）からなる層にしても良い。また、保護膜部３０は、明確に分割された複数層構造になっていなくても良い。例えば保護膜部３０をＳｉＯＸＮ１−Ｘ（Ｘ：Ｏの組成比）によって形成し、保護膜部３０の下面（半導体層接合面）においてはＸ＝１（ＳｉＯ）になるようにし、下方から上方に向かうに従い、Ｘが次第に減少し、保護膜部３０の上部（上部側面、上面周縁部などの電極接合面）において、Ｘ＝０（ＳｉＮ）になるように構成しても良い。要するに、保護膜部３０は、半導体層よりも高い耐湿性を有しているものであれば良く、さらに、少なくとも半導体層接合面は、半導体層に対する接合性が優れたもの（電極接合面よりも高いもの）になっていればよく、少なくとも電極接合面は、上部電極に対する接合性が優れたもの（半導体層接合面よりも高いもの）になっていれば良い。そうすれば、保護膜部３０を半導体層と上部電極に対して強固に接合させ、半導体層を確実に保護できる。 Furthermore, in the above embodiment, the protective film portion 30 has a two-layer structure including the first protective film 31 having the semiconductor layer bonding surface and the second protective film 32 having the electrode bonding surface. The configuration is not limited. For example, one or two or more intermediate layers may be provided between the first protective film 31 and the second protective film 32 to form a multilayer structure having two or more layers. For example, when the first protective film 31 is made of silicon oxide and the second protective film 32 is a film made of silicon nitride, the intermediate layer is a layer made of, for example, silicon nitride oxide (SiO X N 1-X ). Also good. Further, the protective film part 30 does not have to have a clearly divided multi-layer structure. For example, the protective film portion 30 is formed by SiO X N 1-X (X: O composition ratio), and X = 1 (SiO) is formed on the lower surface (semiconductor layer bonding surface) of the protective film portion 30, X may gradually decrease from the upper side to the upper side, and X = 0 (SiN) may be formed at the upper portion of the protective film portion 30 (electrode bonding surface such as the upper side surface and the upper surface peripheral edge portion). In short, the protective film portion 30 only needs to have higher moisture resistance than the semiconductor layer, and at least the semiconductor layer bonding surface has excellent bonding properties to the semiconductor layer (more than the electrode bonding surface). It is sufficient that at least the electrode bonding surface has a high bonding property to the upper electrode (higher than the semiconductor layer bonding surface). If it does so, the protective film part 30 can be firmly joined with respect to a semiconductor layer and an upper electrode, and a semiconductor layer can be protected reliably.

（実施例）
本発明者らは、本実施形態にかかる発光ダイオード１を試験体として作製し、その耐湿性試験を行った。なお、活性層７はＩｎＧａＰ層とし、発光波長λは６５０ｎｍとした。第二の反射層１５は、ＡｌＧａＡｓ層とした。また、第一の保護膜３１はＳｉＯ２層、第二の保護膜３２はＳｉＮ層とした。また、保護膜部３０全体の光学膜厚は、（３／４）・λ／ｎＡ（ｎＡ：第一の保護膜３１と第二の保護膜３２の平均屈折率）にした。 (Example)
The inventors of the present invention produced the light-emitting diode 1 according to the present embodiment as a test body and performed a moisture resistance test. The active layer 7 was an InGaP layer, and the emission wavelength λ was 650 nm. The second reflective layer 15 was an AlGaAs layer. The first protective film 31 is an SiO 2 layer, and the second protective film 32 is an SiN layer. The optical film thickness of the entire protective film part 30 was set to (3/4) · λ / n A (n A : average refractive index of the first protective film 31 and the second protective film 32).

耐湿性試験においては、先ず、新品の発光ダイオード１に、室内環境（温度２５℃、相対湿度６０％）において２０ｍＡの電流を通電し、積分球を用いて、初期発光出力Ｐ０を測定した。 In the moisture resistance test, first, a new light emitting diode 1 was energized with a current of 20 mA in an indoor environment (temperature 25 ° C., relative humidity 60%), and an initial light emission output P 0 was measured using an integrating sphere.

さらに、発光ダイオード１を高温かつ高湿環境下（８５℃、相対湿度８５％）において、１０ｍＡの電流を累積発光時間が１６８時間、５００時間、１０００時間（ｔ＝１６８、５００、１０００）となるようにそれぞれ通電した。   Further, when the light emitting diode 1 is in a high temperature and high humidity environment (85 ° C., relative humidity 85%), a current of 10 mA is accumulated for 168 hours, 500 hours, and 1000 hours (t = 168, 500, 1000). Each was energized.

その後、発光ダイオード１に、室内環境（温度２５℃、相対湿度６０％）において２０ｍＡの電流を通電し、積分球を用いて、発光出力Ｐｔ（累積発光時間がｔ時間の状態で発光させたときの発光出力）を測定した。さらに、上記の各発光出力Ｐ０、Ｐｔより、Ｐｔ／Ｐ０（発光出力低下率）を求めた。その結果を図１１、図１２に示す。 Thereafter, a current of 20 mA was passed through the light emitting diode 1 in an indoor environment (temperature 25 ° C., relative humidity 60%), and light was emitted in a state where the light emission output P t (cumulative light emission time was t hours) using an integrating sphere. Luminescence output) was measured. Further, P t / P 0 (light emission output decrease rate) was determined from each of the light emission outputs P 0 and P t described above. The results are shown in FIGS.

図１１に示したように、発光ダイオード１の初期発光出力Ｐ０は、１．８ｍＷであった。ｔ＝１０００でのＰｔ／Ｐ０は１．００であり、殆ど低下していなかった。即ち、発光ダイオード１の構成によれば、高温、高湿の使用環境においても、発光出力の低下を好適に防止できることがわかった。 As shown in FIG. 11, the initial light emission output P 0 of the light emitting diode 1 was 1.8 mW. P t / P 0 at t = 1000 was 1.00, showing almost no decrease. That is, according to the configuration of the light emitting diode 1, it was found that the decrease in the light emission output can be suitably prevented even in a high temperature and high humidity usage environment.

（比較試験１）
比較試験１の試験体（比較試験体Ｔ１、図１３参照）として、実施例の発光ダイオード１において、第一の保護膜３１及び第二の保護膜３２に換えて、ＳｉＮの単層を保護膜として設けたものを作製した。そして、上記の耐湿性試験と同様の条件で試験を行い、初期発光出力Ｐ０、Ｐｔ／Ｐ０を求めた。その結果、図１１及び図１２に示すように、Ｐ０の値は、発光ダイオード１と殆ど同じ１．８ｍＷであったが、Ｐｔ／Ｐ０の値は、累積発光時間が長くなるに従い低くなり、ｔ＝１０００では、０．８３まで低下した。即ち、発光出力の低下を防止する効果が、発光ダイオード１と比較して少ないことがわかった。 (Comparative test 1)
As a test body of comparative test 1 (comparative test body T 1 , see FIG. 13), in the light-emitting diode 1 of the example, instead of the first protective film 31 and the second protective film 32, a single layer of SiN is protected. What was provided as a film | membrane was produced. Then, the test was performed under the same conditions as in the moisture resistance test, and the initial light emission outputs P 0 and P t / P 0 were obtained. As a result, as shown in FIGS. 11 and 12, the value of P 0 was 1.8 mW, which is almost the same as that of the light emitting diode 1, but the value of P t / P 0 becomes lower as the accumulated light emission time becomes longer. Thus, at t = 1000, it decreased to 0.83. That is, it was found that the effect of preventing the light emission output from being lowered is less than that of the light emitting diode 1.

（比較試験２）
比較試験２の試験体（比較試験体Ｔ２、図１４参照）として、実施例の発光ダイオード１において、第一の保護膜３１及び第二の保護膜３２に換えて、ＳｉＯ２の単層を保護膜として設けたものを作製した。そして、上記の耐湿性試験と同様の条件で試験を行い、初期発光出力Ｐ０、Ｐｔ／Ｐ０を求めた。その結果、図１１及び図１２に示すように、Ｐ０の値は、発光ダイオード１と殆ど同じ１．８ｍＷであったが、Ｐｔ／Ｐ０の値は、比較試験体Ｔ１と同様に、累積発光時間が長くなるに従い低くなり、ｔ＝１０００では、０．８４まで低下した。即ち、発光出力の低下を防止する効果が、発光ダイオード１と比較して少ないことがわかった。 (Comparative test 2)
As a test body of comparative test 2 (comparative test body T 2 , see FIG. 14), in the light-emitting diode 1 of the example, instead of the first protective film 31 and the second protective film 32, a single layer of SiO 2 was used. What provided as a protective film was produced. Then, the test was performed under the same conditions as in the moisture resistance test, and the initial light emission outputs P 0 and P t / P 0 were obtained. As a result, as shown in FIGS. 11 and 12, the value of P 0 was 1.8 mW, which is almost the same as that of the light-emitting diode 1, but the value of P t / P 0 was the same as that of the comparative specimen T 1. As the accumulated light emission time becomes longer, it decreases, and at t = 1000, it decreases to 0.84. That is, it was found that the effect of preventing the light emission output from being lowered is less than that of the light emitting diode 1.

（比較試験３）
比較試験３の試験体（比較試験体Ｔ３、図１５参照）として、コンタクト層１６（ＧａＡｓ層）をエッチングせずに残し、コンタクト層１６の上方に光出射部２５を形成したものを作製した。光出射部２５の底部には保護膜を形成せず、コンタクト層１６の上面を露出させた状態とした。かかる試験体について、上記の耐湿性試験と同様の条件で試験を行い、初期発光出力Ｐ０、Ｐｔ／Ｐ０を求めた。その結果、Ｐｔ／Ｐ０の値は殆ど低下せず、ｔ＝１０００では、１．０２であった。しかし、初期発光出力Ｐ０（２０ｍＡ）は、発光ダイオード１より低く、１．０ｍＷであった。これは、光がコンタクト層１６を通過する際に、コンタクト層１６によって吸収される光エネルギーが多いためと考えられる。このことより、発光ダイオード１のほうが、発光を効率的に行えることがわかる。 (Comparative test 3)
As a test body of Comparative Test 3 (Comparative Test Body T 3 , see FIG. 15), a contact layer 16 (GaAs layer) was left without being etched, and a light emitting portion 25 was formed above the contact layer 16. . A protective film was not formed on the bottom of the light emitting portion 25, and the upper surface of the contact layer 16 was exposed. The test body was tested under the same conditions as the above moisture resistance test, and the initial light emission outputs P 0 and P t / P 0 were obtained. As a result, the value of P t / P 0 hardly decreased, and was 1.02 at t = 1000. However, the initial light emission output P 0 (20 mA) was 1.0 mW, which is lower than that of the light emitting diode 1. This is presumably because a large amount of light energy is absorbed by the contact layer 16 when the light passes through the contact layer 16. This shows that the light emitting diode 1 can emit light more efficiently.

以上の結果より、発光ダイオード１は、比較試験体Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３と比較して、発光効率の点でも、発光出力の低下を防止する効果の点でも、優れていることがわかった。 From the above results, it can be seen that the light-emitting diode 1 is superior to the comparative specimens T 1 , T 2 , and T 3 both in terms of luminous efficiency and in the effect of preventing a decrease in light emission output. It was.

本発明は、例えば光通信に用いられる発光ダイオード等に適用できる。   The present invention can be applied to, for example, a light emitting diode used for optical communication.

本実施形態にかかる発光ダイオードの平面図である。It is a top view of the light emitting diode concerning this embodiment. 発光ダイオードの縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of a light emitting diode. 発光ダイオードの製造工程において、基板上に電流狭窄層までの層を積層させた状態を示した縦断面図である。It is the longitudinal cross-sectional view which showed the state which laminated | stacked the layer to a current confinement layer on a board | substrate in the manufacturing process of a light emitting diode. 発光ダイオードの製造工程において、電流狭窄層に通過部用孔を形成した状態を示した縦断面図である。It is the longitudinal cross-sectional view which showed the state which formed the hole for passage parts in the current confinement layer in the manufacturing process of a light emitting diode. 発光ダイオードの製造工程において、第二の反射層とコンタクト層を形成した状態を示した縦断面図である。It is the longitudinal cross-sectional view which showed the state in which the 2nd reflective layer and the contact layer were formed in the manufacturing process of a light emitting diode. 発光ダイオードの製造工程において、第一のマスク層と開口を形成し、コンタクト層をエッチングした状態を示した縦断面図である。It is the longitudinal cross-sectional view which showed the state which formed the 1st mask layer and opening in the manufacturing process of the light emitting diode, and etched the contact layer. 発光ダイオードの製造工程において、第一の保護膜と第二の保護膜を形成した状態を示した縦断面図である。It is the longitudinal cross-sectional view which showed the state in which the 1st protective film and the 2nd protective film were formed in the manufacturing process of a light emitting diode. 発光ダイオードの製造工程において、第二のマスク層を形成した状態を示した縦断面図である。It is the longitudinal cross-sectional view which showed the state in which the 2nd mask layer was formed in the manufacturing process of a light emitting diode. 発光ダイオードの製造工程において、上部電極を形成した状態を示した縦断面図である。It is the longitudinal cross-sectional view which showed the state in which the upper electrode was formed in the manufacturing process of a light emitting diode. 発光ダイオードの製造工程において、各チップを分割する前の状態を示した平面図である。It is the top view which showed the state before dividing | segmenting each chip | tip in the manufacturing process of a light emitting diode. 実施例にかかる耐湿性試験、比較試験１、比較試験２、比較試験３の試験結果を示した表である。It is the table | surface which showed the test result of the moisture resistance test concerning an Example, the comparative test 1, the comparative test 2, and the comparative test 3. FIG. 実施例にかかる耐湿性試験、比較試験１、比較試験２、比較試験３の試験結果において、発光出力低下率の時間変化を示したグラフである。It is the graph which showed the time change of the light emission output fall rate in the test result of the moisture resistance test concerning an Example, the comparative test 1, the comparative test 2, and the comparative test 3. FIG. 比較試験１において用いた比較試験体の上面側の構造を示した縦断面図である。3 is a longitudinal sectional view showing a structure on an upper surface side of a comparative test body used in Comparative Test 1. FIG. 比較試験２において用いた比較試験体の上面側の構造を示した縦断面図である。5 is a longitudinal sectional view showing the structure of the upper surface side of a comparative test body used in Comparative Test 2. FIG. 比較試験３において用いた比較試験体の上面側の構造を示した縦断面図である。5 is a longitudinal sectional view showing the structure of the upper surface side of a comparative test body used in Comparative Test 3. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

１ 発光ダイオード
２ 基板
３ バッファ層
５ 第一の反射層
６ 第一のクラッド層
７ 活性層
８ 第二のクラッド層
１２ エッチングストップ層
１３ 電流狭窄層
１３ａ 通過部用孔
１５ 第二の反射層
１５ａ 通過部
１６ コンタクト層
１７ 上部電極
２５ 光出射部
３０ 保護膜部
３１ 第一の保護膜
３１ａ 下面（半導体層接合面）
３２ 第二の保護膜
３２ａ 側面（電極接合面）
３２ｂ 上面周縁部（電極接合面）
３５ 下部電極
５２ 共振器構造 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light emitting diode 2 Board | substrate 3 Buffer layer 5 1st reflection layer 6 1st clad layer 7 Active layer 8 2nd clad layer 12 Etching stop layer 13 Current confinement layer 13a Passing part hole 15 2nd reflective layer 15a Passing Part 16 Contact layer 17 Upper electrode 25 Light emitting part 30 Protective film part 31 First protective film 31a Lower surface (semiconductor layer bonding surface)
32 Second protective film 32a Side surface (electrode joint surface)
32b Upper surface periphery (electrode joint surface)
35 Lower electrode 52 Resonator structure

Claims (9)

光を発生させる活性層と、前記活性層の上方に設けられた半導体層と、前記半導体層の上方に設けられた上部電極とを備える半導体発光素子であって、
前記半導体層よりも高い耐湿性を有する保護膜部を備え、
前記保護膜部は、前記半導体層に対して接合された半導体層接合面と、前記上部電極に対して接合された電極接合面とを備え、
前記半導体層接合面は、前記半導体層に対する接合性が前記電極接合面よりも高い性質を有し、
前記電極接合面は、前記上部電極に対する接合性が前記半導体層接合面よりも高い性質を有することを特徴とする、半導体発光素子。 A semiconductor light emitting device comprising: an active layer for generating light; a semiconductor layer provided above the active layer; and an upper electrode provided above the semiconductor layer,
Comprising a protective film portion having higher moisture resistance than the semiconductor layer;
The protective film portion includes a semiconductor layer bonding surface bonded to the semiconductor layer, and an electrode bonding surface bonded to the upper electrode,
The semiconductor layer bonding surface has a property that the bonding property to the semiconductor layer is higher than that of the electrode bonding surface,
The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein the electrode bonding surface has a property that the bonding property to the upper electrode is higher than that of the semiconductor layer bonding surface. 前記半導体層接合面は、酸化珪素によって形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の半導体発光素子。 The semiconductor light emitting element according to claim 1, wherein the semiconductor layer bonding surface is formed of silicon oxide. 前記電極接合面は、窒化珪素によって形成されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の半導体発光素子。 The semiconductor light-emitting element according to claim 1, wherein the electrode bonding surface is made of silicon nitride. 前記活性層の下方に、第一の反射層を備え、
前記活性層の上方に、第二の反射層を備え、
前記第一の反射層と前記第二の反射層とによって、光を共振させる共振器構造が構成され、
前記半導体層は、前記第二の反射層であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の半導体発光素子。 A first reflective layer is provided below the active layer,
A second reflective layer is provided above the active layer,
The first reflective layer and the second reflective layer form a resonator structure that resonates light,
The semiconductor light emitting element according to claim 1, wherein the semiconductor layer is the second reflective layer. 前記第二の反射層と前記上部電極との間に、コンタクト層を備えることを特徴とする、請求項４に記載の半導体発光素子。 The semiconductor light emitting element according to claim 4, further comprising a contact layer between the second reflective layer and the upper electrode. 前記上部電極に、光を出射させる光出射部を備え、
前記上部電極の下方に、電流狭窄を行う電流狭窄層を備え、
前記光出射部は、前記電流狭窄層の開口部に対して重なる位置に設けられていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の半導体発光素子。 The upper electrode includes a light emitting part for emitting light,
A current confinement layer that performs current confinement is provided below the upper electrode,
The semiconductor light emitting element according to claim 1, wherein the light emitting portion is provided at a position overlapping with an opening of the current confinement layer. 前記電極接合面は、前記保護膜部の側面及び上面に設けられていることを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の半導体発光素子。 The semiconductor light emitting element according to claim 1, wherein the electrode bonding surface is provided on a side surface and an upper surface of the protective film portion. 前記保護膜部は、前記半導体層接合面を有する第一の保護膜と、前記電極接合面を有する第二の保護膜とを備えることを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載の半導体発光素子。 The said protective film part is equipped with the 1st protective film which has the said semiconductor layer joint surface, and the 2nd protective film which has the said electrode joint surface, The any one of Claims 1-7 characterized by the above-mentioned. Semiconductor light emitting device. 前記保護膜部の厚さは、（ｍ／４）×（λ／ｎＡ）（ｍ：正の奇数、λ：前記活性層が発生させる光の波長、ｎＡ：前記第一の保護膜と前記第二の保護膜の平均屈折率）であることを特徴とする、請求項８に記載の半導体発光素子。 The thickness of the protective film portion is (m / 4) × (λ / n A ) (m: positive odd number, λ: wavelength of light generated by the active layer, n A : the first protective film and The semiconductor light-emitting element according to claim 8, wherein the average refractive index of the second protective film.
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