JP2009088160A - Light emitting diode and manufacturing method thereof - Google Patents

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Hiroko Nakada
裕子 中田
Kenichi Murase
健一 村瀬
Hiroyuki Matsuoka
宏之 松岡
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light emitting diode which has a double-heterojunction stack thick enough for handling even when a substrate is removed and is effectively reduced in contact resistance while maintaining light emission output, and to provide a manufacturing method of efficiently manufacturing the light emitting diode. <P>SOLUTION: In the light emitting diode having a pair of electrodes and the stack having an upper-side and a lower-side clad layer provided between the electrodes and an active layer provided between the upper-side and lower-side clad layers, the total thickness of the stack is 50 to 500 μm and a contact layer which is 0.001 to 1 μm thick is provided between at least one of the electrodes and the stack. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、例えば、光学センサ、光学データ伝送、光学照射装置等に使用される発光ダイオードおよびその製造方法に関するものであって、特に、基板を除去してもハンドリングするのに十分な厚さをもつダブルヘテロ積層体を有し、発光出力を維持しつつ、接触抵抗を有効に低減させた発光ダイオードを効率よく製造する技術に関する。   The present invention relates to a light emitting diode used in, for example, an optical sensor, optical data transmission, an optical irradiation device, and the like, and a method for manufacturing the same, and in particular, has a thickness sufficient for handling even if a substrate is removed. The present invention relates to a technique for efficiently manufacturing a light-emitting diode having a double hetero laminate having a contact resistance effectively reduced while maintaining a light-emitting output.

従来、発光ダイオードに要求される特性としては、例えば、高出力特性や低抵抗特性が挙げられる。一般に、半導体と金属を接触させると、接合障壁が形成され、半導体と、金属材料からなる電極との間に高い接触抵抗が生じる。発光ダイオードの基本構造の1つとしては、例えば、活性層と呼ばれるバンドギャップの小さな層を、クラッド層と呼ばれるバンドギャップの大きなp型およびn型の層で両側から挟んだ積層体を、一対の電極で挟んだ、いわゆるダブルヘテロ構造があるが、このような構造をもつ発光ダイオードは、これら一対の電極間に電圧を印加すると、半導体層である積層体と電極との間で生じる接触抵抗に起因した電力損失が発生することとなる。   Conventionally, characteristics required for a light emitting diode include, for example, high output characteristics and low resistance characteristics. Generally, when a semiconductor and a metal are brought into contact with each other, a junction barrier is formed, and a high contact resistance is generated between the semiconductor and an electrode made of a metal material. As one of the basic structures of a light emitting diode, for example, a stacked body in which a layer having a small band gap called an active layer is sandwiched between p-type and n-type layers having a large band gap called a clad layer from both sides is paired. There is a so-called double heterostructure sandwiched between electrodes, but a light-emitting diode having such a structure has a contact resistance generated between a stacked body that is a semiconductor layer and an electrode when a voltage is applied between the pair of electrodes. The resulting power loss will occur.

そこで、この半導体層と電極との間で生じる接触抵抗を低減させるため、例えば、特許文献1には、電極と半導体層との間に、バンドギャップの小さい物質からなるコンタクト層を介在させることで障壁差を小さくし、接触抵抗を小さく抑えることで、電極と半導体層との間で大きな電力損失が発生するのを防止した、MOCVD法により半導体層およびコンタクト層を形成した半導体発光素子が開示されている。
特開2003−163365号公報
In order to reduce the contact resistance generated between the semiconductor layer and the electrode, for example, Patent Document 1 discloses that a contact layer made of a material having a small band gap is interposed between the electrode and the semiconductor layer. Disclosed is a semiconductor light emitting device in which a semiconductor layer and a contact layer are formed by an MOCVD method, which prevents a large power loss between an electrode and a semiconductor layer by reducing a barrier difference and reducing a contact resistance. ing.
JP 2003-163365 A

ところで、一般に、発光ダイオードの製造には、主にLPE(Liquid Phase Epitaxy:液相エピタキシャル)法やMOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition:有機金属化学気相成長)法が利用されている。   By the way, in general, an LPE (Liquid Phase Epitaxy) method and an MOCVD (Metal Organic Chemical Vapor Deposition) method are mainly used for manufacturing a light emitting diode.

LPE法は、エピタキシャル成長時の成長速度が速く、その成長速度は、例えば1.0μm/min程度である。一方、MOCVD法は、エピタキシャル成長時の成長速度が遅く、例えば0.05μm/min程度であり、前記LPE法によるものと比較して20倍程度の差がある。   The LPE method has a high growth rate during epitaxial growth, and the growth rate is, for example, about 1.0 μm / min. On the other hand, the MOCVD method has a slow growth rate at the time of epitaxial growth, for example, about 0.05 μm / min, and there is a difference of about 20 times compared with that by the LPE method.

また、LPE法は、Ga等の融液を入れた槽に対し、基板を相対移動させて順次成長層を形成させる構成であるため、成長層数と同数の槽が必要であるのに対し、MOCVD法では、原料ガスの交換により、所望の組成や成長層を容易に形成することが可能である。   In addition, since the LPE method is a structure in which a growth layer is sequentially formed by relatively moving the substrate with respect to a tank containing a melt such as Ga, the number of tanks is the same as the number of growth layers. In the MOCVD method, it is possible to easily form a desired composition and growth layer by exchanging source gases.

以上のことから、LPE法は、その成長速度の速さから成長層の厚みの均一化の制御や多層膜生成には不向きであるが、厚膜の結晶を低コストで製造できるという利点があり、一方、MOCVD法は、厚膜を形成するには、LPE法に比べて時間がかかりコストが高くなるため、不向きであるが、厚みの均一化の制御や多層膜形成には優れているという利点がある。   From the above, the LPE method is unsuitable for controlling the uniformity of the thickness of the growth layer and generating a multilayer film because of its high growth rate, but has the advantage that a thick film crystal can be produced at low cost. On the other hand, the MOCVD method is unsuitable for forming a thick film because it takes more time and costs than the LPE method, but it is not suitable for thickness uniformity control and multilayer film formation. There are advantages.

また、LPE法を用いて基板上にダブルへテロ積層体を成長させた場合、基板を除去しても、前記積層体自体だけでハンドリングに十分な厚さが確保できるのに対して、MOCVD法を用いて基板上にダブルヘテロ積層体を成長させた場合には、前記積層体だけでは薄くて十分な厚さが確保できないため、通常は、前記基板上に薄膜のダブルヘテロ積層体を有する構造のまま使用されている。   In addition, when a double hetero laminate is grown on a substrate using the LPE method, a thickness sufficient for handling can be secured only by the laminate itself even if the substrate is removed. When a double hetero laminate is grown on a substrate using a thin film, a structure having a thin double hetero laminate is usually provided on the substrate because the laminate alone is thin and a sufficient thickness cannot be secured. It is used as it is.

従来は、基板を除去してもハンドリングに十分な厚さを確保でき、しかも、チップ化した際に基板によるエネルギーの吸収が無いため発光出力を高めることが容易であるという特徴を重視して、高出力LEDを製造するにはLPE法を用いることが好ましいとされている。   Conventionally, even if the substrate is removed, sufficient thickness for handling can be secured, and moreover, emphasizing the feature that it is easy to increase the light emission output because there is no energy absorption by the substrate when it is made into a chip, It is considered preferable to use the LPE method for manufacturing high-power LEDs.

従来のLPE法による高出力LEDの電極部の接触抵抗は、半導体層と電極との間の障壁差に起因して一般に高い。そこで、接触抵抗の低減を図るための手段としては、従来のLPE法による発光ダイオードでは、AlGaAs半導体層と格子整合が良く、バンドギャップが活性層のAlαGa1−αAs層(0<α≦1)よりも狭い、AlβGa1−βAs(0≦β<α≦1、例えばGaAs)をコンタクト層に用いるのが好ましいとされる。しかしながら、コンタクト層は、そのバンドギャップのため、AlαGa1−αAs活性層から生じた発光を吸収してしまうという問題があった。 The contact resistance of the electrode part of the high power LED by the conventional LPE method is generally high due to the barrier difference between the semiconductor layer and the electrode. Therefore, as means for reducing the contact resistance, the conventional LPE method light emitting diode has good lattice matching with the AlGaAs semiconductor layer, and the band gap is an active layer Al α Ga 1-α As layer (0 <α It is preferable to use Al β Ga 1-β As (0 ≦ β <α ≦ 1, for example, GaAs) narrower than ≦ 1) for the contact layer. However, the contact layer, because of the band gap, there is a problem that absorbs luminescence generated from Al α Ga 1-α As active layer.

特許文献1には、コンタクト層の層厚を0.01〜0.03μmと薄く設定することにより、p型半導体層とn型半導体層との界面近傍で発生する光の多くがコンタクト層の内部で吸収されるのを防止することが記載されているが、コンタクト層の形成だけではなく、積層体の形成にもMOCVD法を用いているため、積層体を厚膜に製造できず、また、積層体が薄いため基板を除去できないことから、素子抵抗の上昇を招く反射鏡等の複雑な構造を用いなければ、この基板内で光を吸収してしまい、結果として発光効率が劣るという問題がある。   In Patent Document 1, by setting the thickness of the contact layer as thin as 0.01 to 0.03 μm, most of the light generated in the vicinity of the interface between the p-type semiconductor layer and the n-type semiconductor layer is generated inside the contact layer. However, since the MOCVD method is used not only for the formation of the contact layer but also for the formation of the laminate, the laminate cannot be manufactured into a thick film. Since the laminate cannot be removed because the laminate is thin, light is absorbed within the substrate unless a complicated structure such as a reflecting mirror that causes an increase in element resistance is used, resulting in inferior luminous efficiency. is there.

また、従来のLPE法では、メルトバックにより清浄な(酸化物等が付着していない)成長面を露出させ、その上に半導体層をエピタキシャル成長する方法が知られている。LPE法ではこのメルトバック現象が起こりやすいため、基板上に形成するコンタクト層を1μm以下の薄膜で形成し、そのコンタクト層上に積層体を厚膜形成に有利なLPE法で製造する場合、薄いコンタクト層上に厚い半導体層をエピタキシャル成長させると、図6に示すように、コンタクト層自体がメルトバックにより消滅または減損する傾向があり、よって、1μm以下の薄い均一のコンタクト層を残したまま、ダブルヘテロ積層体を従来のLPE法で成長させることは困難であった。これらの問題により、高い発光効率とコンタクト層による接触抵抗の低減を両立させることが困難であった。   Further, in the conventional LPE method, a method is known in which a clean growth surface (with no oxide or the like attached) is exposed by meltback, and a semiconductor layer is epitaxially grown thereon. Since this meltback phenomenon is liable to occur in the LPE method, the contact layer formed on the substrate is formed with a thin film having a thickness of 1 μm or less, and the laminate is thinly formed on the contact layer by the LPE method advantageous for thick film formation When a thick semiconductor layer is epitaxially grown on the contact layer, as shown in FIG. 6, the contact layer itself tends to disappear or deteriorate due to meltback, and therefore, a double layer with a thin uniform contact layer of 1 μm or less remains. It was difficult to grow a hetero laminate by a conventional LPE method. Due to these problems, it has been difficult to achieve both high luminous efficiency and reduction in contact resistance due to the contact layer.

本発明の目的は、少なくとも一方のコンタクト層と、この一方のコンタクト層と接する積層体とをそれぞれ適した形成法を用いて製造することにより、基板を除去してもハンドリングするのに十分な厚さをもつダブルヘテロ積層体を有し、発光出力を維持しつつ、接触抵抗を有効に低減させた発光ダイオードおよびその発光ダイオードを効率よく製造する方法を提供することにある。   An object of the present invention is to manufacture at least one contact layer and a laminated body in contact with the one contact layer using a suitable forming method, so that the thickness is sufficient to handle even if the substrate is removed. It is an object of the present invention to provide a light emitting diode having a double hetero laminated body having a thickness and effectively reducing contact resistance while maintaining light emission output, and a method for efficiently manufacturing the light emitting diode.

上記目的を達成するため、本発明の要旨構成は以下の通りである。
(1)一対の電極と、該電極間に設けられた少なくとも上側および下側のクラッド層ならびに該上側および下側クラッド層間に設けられた活性層を有する積層体とを具える発光ダイオードにおいて、前記積層体の総厚が50〜500μmであり、前記電極のうち、少なくとも一方の電極と前記積層体との間に、厚さ0.001〜1μmのコンタクト層を具えることを特徴とする発光ダイオード。
In order to achieve the above object, the gist of the present invention is as follows.
(1) In a light-emitting diode comprising a pair of electrodes and a laminate having at least an upper and lower cladding layer provided between the electrodes and an active layer provided between the upper and lower cladding layers, A total thickness of the laminated body is 50 to 500 μm, and a contact layer having a thickness of 0.001 to 1 μm is provided between at least one of the electrodes and the laminated body. .

(2)前記積層体は第1伝導型のAlGa1−aAs材料(但し、0<a≦1)からなる下側クラッド層、AlGa1−bAs材料(但し、0≦b≦1でかつb<a)からなる活性層および第2伝導型のAlGa1−cAs材料(但し、0<c≦1でかつb<c)からなる上側クラッド層を有することを特徴とする上記(1)に記載の発光ダイオード。 (2) The stacked body includes a lower clad layer made of a first conductivity type Al a Ga 1-a As material (where 0 <a ≦ 1), an Al b Ga 1-b As material (where 0 ≦ b ≦ 1 and b <a) and an upper clad layer made of Al c Ga 1-c As material of the second conductivity type (provided that 0 <c ≦ 1 and b <c) The light-emitting diode according to (1) above.

(3)前記積層体は液相成長法を用いて形成され、かつ、前記コンタクト層は気相成長法を用いて形成されることを特徴とする上記(1)または(2)に記載の発光ダイオード。   (3) The light emitting device according to (1) or (2), wherein the stacked body is formed using a liquid phase growth method, and the contact layer is formed using a vapor phase growth method. diode.

(4)一対の電極と、該電極間に設けられた少なくとも上側および下側クラッド層ならびに該上側および下側クラッド層間に設けられた活性層を有する積層体とを具える発光ダイオードの製造方法であって、液相成長法を用いて、基板の上方に、下側クラッド層、活性層および上側クラッド層を順次成長させて、総厚が50〜500μmの前記積層体を形成する工程と、前記積層体を形成する工程の前に、厚さ0.001〜1μmの下側コンタクト層を気相成長法によって形成する工程とを含むことを特徴とする発光ダイオードの製造方法。   (4) A method of manufacturing a light-emitting diode comprising a pair of electrodes and a laminate having at least an upper and lower cladding layer provided between the electrodes and an active layer provided between the upper and lower cladding layers. A step of sequentially growing a lower clad layer, an active layer and an upper clad layer on a substrate using a liquid phase growth method to form the laminate having a total thickness of 50 to 500 μm; And a step of forming a lower contact layer having a thickness of 0.001 to 1 μm by a vapor phase growth method before the step of forming the stacked body.

(5)一対の電極と、該電極間に設けられた少なくとも上側および下側クラッド層ならびに該上側および下側クラッド層間に設けられた活性層を有する積層体とを具える発光ダイオードの製造方法であって、液相成長法を用いて、基板の上方に、下側クラッド層、活性層および上側クラッド層を順次成長させて、総厚が50〜500μmの前記積層体を形成する工程と、前記積層体を形成する工程の後に、厚さ0.001〜1μmの上側コンタクト層を気相成長法によって形成する工程とを含むことを特徴とする発光ダイオードの製造方法。   (5) A method of manufacturing a light-emitting diode comprising a pair of electrodes and a laminate having at least an upper and lower cladding layer provided between the electrodes and an active layer provided between the upper and lower cladding layers. A step of sequentially growing a lower clad layer, an active layer and an upper clad layer on a substrate using a liquid phase growth method to form the laminate having a total thickness of 50 to 500 μm; And a step of forming an upper contact layer having a thickness of 0.001 to 1 μm by a vapor phase growth method after the step of forming the stacked body.

(6)一対の電極と、該電極間に設けられた少なくとも上側および下側クラッド層ならびに該上側および下側クラッド層間に設けられた活性層を有する積層体とを具える発光ダイオードの製造方法であって、液相成長法を用いて、基板の上方に、下側クラッド層、活性層および上側クラッド層を順次成長させて、総厚が50〜500μmの前記積層体を形成する工程と、前記積層体を形成する工程の前後に、それぞれ厚さ0.001〜1μmの下側コンタクト層および上側コンタクト層を気相成長法によって形成する工程とを含むことを特徴とする発光ダイオードの製造方法。   (6) A method for manufacturing a light-emitting diode comprising a pair of electrodes and a laminate having at least an upper and lower cladding layer provided between the electrodes and an active layer provided between the upper and lower cladding layers. A step of sequentially growing a lower clad layer, an active layer and an upper clad layer on a substrate using a liquid phase growth method to form the laminate having a total thickness of 50 to 500 μm; And a step of forming a lower contact layer and an upper contact layer having a thickness of 0.001 to 1 μm by vapor phase epitaxy before and after the step of forming the laminated body, respectively.

(7)前記下側コンタクト層を形成する工程に先立って、気相成長法を用いて、前記基板に、AlGa1−dAs材料(但し、0.5<d≦1.0)からなるエッチングストップ層を形成する工程を有することを特徴とする上記(4)または(6)に記載の発光ダイオードの製造方法。 (7) Prior to the step of forming the lower contact layer, an Al d Ga 1-d As material (provided that 0.5 <d ≦ 1.0) is applied to the substrate by vapor phase growth. The method for producing a light-emitting diode according to (4) or (6) above, further comprising the step of forming an etching stop layer.

(8)前記上側コンタクト層の形成工程後、前記電極層形成工程前に、気相成長法を用いて、前記上側コンタクト層上に、AlGa1−dAs材料(但し、0.5<d≦1.0)からなるエッチングストップ層を形成する工程をさらに有することを特徴とする上記(5)または(6)に記載の発光ダイオードの製造方法。 (8) After the step of forming the upper contact layer and before the step of forming the electrode layer, an Al d Ga 1-d As material (provided that 0.5 < The method for producing a light-emitting diode according to the above (5) or (6), further comprising a step of forming an etching stop layer comprising d ≦ 1.0).

(9)前記下側コンタクト層を形成する工程と前記積層体を形成する工程との間に、前記下側コンタクト層上に、AlGa1−eAs材料(但し、0<e≦1)からなる犠牲層を成長させる工程をさらに有することを特徴とする上記(4)、(6)または(7)に記載の発光ダイオードの製造方法。 (9) An Al e Ga 1-e As material (provided that 0 <e ≦ 1) on the lower contact layer between the step of forming the lower contact layer and the step of forming the stacked body. The method for producing a light-emitting diode according to the above (4), (6) or (7), further comprising a step of growing a sacrificial layer comprising:

(10)前記積層体は第1伝導型のAlGa1−aAs材料(但し、0<a≦1)からなる下側クラッド層、AlGa1−bAs材料(但し、0≦b≦1でかつb<a)からなる活性層および第2伝導型のAlGa1−cAs材料(但し、0<c≦1でかつb<c)からなる上側クラッド層を有することを特徴とする上記(4)〜(9)のいずれか一に記載の発光ダイオードの製造方法。 (10) The laminate includes a lower clad layer made of a first conductivity type Al a Ga 1-a As material (where 0 <a ≦ 1), an Al b Ga 1-b As material (where 0 ≦ b). ≦ 1 and b <a) and an upper clad layer made of Al c Ga 1-c As material of the second conductivity type (provided that 0 <c ≦ 1 and b <c) The manufacturing method of the light emitting diode as described in any one of said (4)-(9).

本発明によれば、少なくとも一方のコンタクト層と、この一方のコンタクト層上に形成される積層体とをそれぞれ適した形成法を用いて製造することにより、基板を除去してもハンドリングするのに十分な厚さをもつダブルヘテロ積層体を有し、発光出力を維持しつつ、接触抵抗を有効に低減させた発光ダイオードおよびその発光ダイオードを効率よく製造する方法を提供することができる。   According to the present invention, at least one contact layer and a laminate formed on the one contact layer are manufactured by using suitable forming methods, respectively, so that even if the substrate is removed, handling is possible. It is possible to provide a light-emitting diode having a double hetero laminate having a sufficient thickness, effectively reducing the contact resistance while maintaining a light-emitting output, and a method for efficiently manufacturing the light-emitting diode.

次に、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明に従う発光ダイオードの断面構造を模式的に示したものである。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 schematically shows a cross-sectional structure of a light-emitting diode according to the present invention.

図1に示す発光ダイオード1は、一対の下側および上側電極11、12と、これら電極11、12間に設けられた少なくとも下側および上側のクラッド層5、7ならびにこれら下側および上側クラッド層間に設けられた活性層6を有する積層体10とを具える。コンタクト層4、8は、それぞれ、前記電極11、12のうち、少なくとも一方の電極、図1では両電極11、12と前記積層体10との間に形成される。活性層6は光を電極以外の領域から放出する。   The light-emitting diode 1 shown in FIG. 1 includes a pair of lower and upper electrodes 11 and 12, at least lower and upper cladding layers 5 and 7 provided between the electrodes 11 and 12, and lower and upper cladding layers. And a laminated body 10 having an active layer 6 provided on the substrate. The contact layers 4 and 8 are formed between at least one of the electrodes 11 and 12, respectively, between the electrodes 11 and 12 and the laminate 10 in FIG. The active layer 6 emits light from a region other than the electrode.

前記積層体10の総厚は、50〜500μmとする。総厚が50μm未満だと、基板を除去した場合にハンドリングが容易ではなく、実装も困難なため、基板除去型の発光ダイオードに適さない。また、総厚が500μm超えだと、製造コストに比して取り出し効率の向上効果は小さく、発光ダイオードの厚みとして現実的ではないからである。より好ましくは100〜350μmである。この範囲であれば、発光効率と生産性が共に高い発光ダイオードが得られる。   The total thickness of the laminate 10 is 50 to 500 μm. When the total thickness is less than 50 μm, handling is not easy when the substrate is removed, and mounting is difficult, so that it is not suitable for a substrate-removable light emitting diode. Further, if the total thickness exceeds 500 μm, the effect of improving the extraction efficiency is small as compared with the manufacturing cost, and the thickness of the light emitting diode is not realistic. More preferably, it is 100-350 micrometers. Within this range, a light emitting diode with high luminous efficiency and high productivity can be obtained.

前記コンタクト層4、8の厚さは、0.001〜1μmとする。厚さが0.001μm未満だと、コンタクト層による接触抵抗の低減を効果的に図ることができず、厚さが1μm超えだと、コンタクト層が活性層から放出された光を吸収してしまい、発光効率が悪くなるためである。   The contact layers 4 and 8 have a thickness of 0.001 to 1 μm. If the thickness is less than 0.001 μm, the contact resistance cannot be effectively reduced by the contact layer. If the thickness exceeds 1 μm, the contact layer absorbs light emitted from the active layer. This is because the luminous efficiency deteriorates.

前記コンタクト層4、8の厚さは、0.5μm以下とするのがさらに好ましい。0.5μm以下とすると、コンタクト層4、8による光の吸収の影響が非常に少なく、コンタクト層を設けない場合とほぼ同等の発光効率が得ることができるからである。   The thickness of the contact layers 4 and 8 is more preferably 0.5 μm or less. This is because when the thickness is 0.5 μm or less, the influence of light absorption by the contact layers 4 and 8 is very small, and light emission efficiency almost equal to that obtained when no contact layer is provided can be obtained.

前記コンタクト層4、8の厚みの面内ばらつきは、発光ダイオードの抵抗値や出力値のばらつきの原因となるため、10%以内であるのが好ましく、特に1%以内であることがより好適である。なお、厚みの面内ばらつきが1%以内でコンタクト層を形成する手段としては、例えば、MOCVD法やMBE(Molecular Beam Epitaxy)法が挙げられる。   The in-plane variation in the thickness of the contact layers 4 and 8 causes variation in the resistance value and output value of the light emitting diode, and therefore it is preferably within 10%, and more preferably within 1%. is there. Examples of means for forming a contact layer with an in-plane thickness variation of 1% or less include MOCVD and MBE (Molecular Beam Epitaxy).

前記積層体10が有する各層を構成する好適な組成としては、例えば下側クラッド層5を、第1伝導型としてp型のAlGa1−aAs材料(但し、0<a≦1)、活性層6を、AlGa1−bAs材料(但し、0≦b≦1でかつb<a)、上側クラッド層7を、第2伝導型としてn型のAlGa1−cAs材料(但し、0<c≦1でかつb<c)とする場合が挙げられる。また、これとは逆に、第1伝導型としてn型、第2伝導型としてp型としてもよい。 As a suitable composition that constitutes each layer of the stacked body 10, for example, the lower cladding layer 5 is made of a p-type Al a Ga 1-a As material (provided that 0 <a ≦ 1) as a first conductivity type, The active layer 6 is made of an Al b Ga 1-b As material (where 0 ≦ b ≦ 1 and b <a), and the upper cladding layer 7 is made of a second conductivity type and is an n-type Al c Ga 1-c As material. (However, 0 <c ≦ 1 and b <c). Conversely, the first conductivity type may be n-type and the second conductivity type may be p-type.

前記積層体10は厚膜形成が容易な液相成長法を用いて形成され、かつ、前記コンタクト層4、8は膜厚制御が容易な気相成長法を用いて形成されるのが好ましい。基板上に、積層方向の厚さの総厚が50μm以上の積層体を気相成長法で形成するのは、膨大な時間と原料ガスを要し、容易ではなく、また、厚さが0.001〜1μmの範囲の薄膜のコンタクト層を液相成長法で面内ばらつき10%以内で形成するのは、成長速度が速く制御が非常に困難であり、容易ではないためである。   The laminate 10 is preferably formed using a liquid phase growth method that allows easy formation of a thick film, and the contact layers 4 and 8 are preferably formed using a vapor phase growth method that facilitates film thickness control. Forming a laminated body having a total thickness of 50 μm or more on the substrate by a vapor phase growth method is not easy and requires an enormous amount of time and source gas. The reason why the contact layer of the thin film in the range of 001 to 1 μm is formed by the liquid phase growth method within 10% of the in-plane variation is that the growth rate is high and the control is very difficult and is not easy.

前記液相成長法としては、例えば、LPE法が挙げられ、前記気相成長法としては、例えば、MOCVD法やMBE法が挙げられる。   Examples of the liquid phase growth method include an LPE method, and examples of the vapor phase growth method include an MOCVD method and an MBE method.

さらに、発光ダイオードを製造する際、基板を除去したり電極を形成するといったデバイス化の途中でコンタクト層4、8がエッチングされたり、削れたりするのを防ぐために、コンタクト層4、8の外側に、コンタクト層4、8とは組成の異なる(より具体的にはエッチング性の異なる)エッチングストップ層(例えば高Al組成のAlGa1−dAs層、0.5<d≦1.0)を必要に応じて形成することができる。 Furthermore, when manufacturing a light emitting diode, in order to prevent the contact layers 4 and 8 from being etched or scraped during device fabrication such as removing the substrate or forming an electrode, the contact layers 4 and 8 are formed outside the contact layers 4 and 8. Etching stop layer (for example, Al d Ga 1-d As layer having a high Al composition, 0.5 <d ≦ 1.0) having a composition different from that of the contact layers 4 and 8 (more specifically, having different etching properties) Can be formed as needed.

次に、本発明に従う代表的な発光ダイオードの製造方法の例を以下で説明する。
図2〜図5は、本発明に従う発光ダイオードの製造方法の主要工程を示したものである。本方法により形成される上側コンタクト層および下側コンタクト層は、少なくとも一方が形成されればよいが、両コンタクト層を形成する場合について説明する。
Next, an example of a method for manufacturing a typical light emitting diode according to the present invention will be described below.
2 to 5 show the main steps of the method for manufacturing a light emitting diode according to the present invention. At least one of the upper contact layer and the lower contact layer formed by this method may be formed. The case where both contact layers are formed will be described.

図示された方法は、まず図2に示すように、基板2の上方に、厚さ0.001〜1μmの下側コンタクト層4を形成する(下側コンタクト層形成工程)。前記下側コンタクト層4は、例えば、GaAs材料からなるのが好ましい。
また、図2では、前記下側コンタクト層4を形成する工程に先立って、気相成長法を用いて、エッチングストップ層3を形成した場合を示しているが、エッチングストップ層3は必要に応じて適宜設けることができる。
In the illustrated method, first, as shown in FIG. 2, the lower contact layer 4 having a thickness of 0.001 to 1 μm is formed above the substrate 2 (lower contact layer forming step). The lower contact layer 4 is preferably made of, for example, a GaAs material.
FIG. 2 shows a case where the etching stop layer 3 is formed using a vapor phase growth method prior to the step of forming the lower contact layer 4. Can be provided as appropriate.

次に、図3に示すように、液相成長法を用いて、前記下側コンタクト層4上に、下側クラッド層5、活性層6および上側クラッド層7を順次成長させて、総厚tが50〜500μmの積層体10を形成する(積層体形成工程)。液相成長時のGaAs原料/Ga融液比を0.01未満とすると、結晶成長開始時に、薄い下側コンタクト層4が溶け出し、消滅または減損してしまう、いわゆるメルトバックが生じる場合がある(図6)。このメルトバックを防ぐために、例えば、GaAs原料/Ga融液比は0.01以上とするのが好ましく、メルトバックを有効に防止するには、0.03以上とするのがより好適である。図7は、融液比を0.01としたときに、コンタクト層が消滅、減損しない本発明の下側コンタクト層と下側クラッド層とを示す。なお、GaAs原料/Ga融液比の上限は、過剰のGaAs原料が溶け残り、不具合を生じさせる恐れがあるという点から、0.12以下とするのが好ましい。ここで、前記融液比とは室温(25℃)、大気圧下におけるGaAs原料(固体)のGa融液(液体40℃)に対する質量比である。   Next, as shown in FIG. 3, a lower clad layer 5, an active layer 6 and an upper clad layer 7 are sequentially grown on the lower contact layer 4 by using a liquid phase growth method to obtain a total thickness t. Form a laminated body 10 having a thickness of 50 to 500 μm (laminated body forming step). If the GaAs raw material / Ga melt ratio during liquid phase growth is less than 0.01, so-called meltback may occur in which the thin lower contact layer 4 melts and disappears or deteriorates at the start of crystal growth. (FIG. 6). In order to prevent this meltback, for example, the GaAs raw material / Ga melt ratio is preferably 0.01 or more, and more preferably 0.03 or more in order to effectively prevent meltback. FIG. 7 shows the lower contact layer and the lower cladding layer of the present invention in which the contact layer does not disappear or deteriorate when the melt ratio is 0.01. The upper limit of the GaAs raw material / Ga melt ratio is preferably set to 0.12 or less from the viewpoint that excessive GaAs raw material may remain undissolved and cause a problem. Here, the melt ratio is a mass ratio of a GaAs raw material (solid) to a Ga melt (liquid 40 ° C.) at room temperature (25 ° C.) and atmospheric pressure.

また、前記メルトバックを防止するために、成長開始温度は500〜900℃が好ましく、800〜870℃とするのがより好適である。500℃未満だと、原料融液をいれた槽内で多結晶が大量発生して不具合が生じ、900℃を超えると、GaAs融点に近く、メルトバックの可能性が非常に高くなるおそれがあるためである。また、冷却速度は、開始温度により設定されるが、好適には、3〜60℃/sの範囲がよい。   In order to prevent the meltback, the growth start temperature is preferably 500 to 900 ° C, and more preferably 800 to 870 ° C. If the temperature is lower than 500 ° C., a large amount of polycrystals are generated in the tank containing the raw material melt, causing a problem. Because. Moreover, although a cooling rate is set with start temperature, Suitably, the range of 3-60 degrees C / s is good.

その後、図4に示すように、前記積層体10上に、厚さ0.001〜1μmの上側コンタクト層8を形成する(上側コンタクト層形成工程)。前記コンタクト層4、8のキャリア濃度は、電荷担体が多い高濃度が好ましく、具体的には、1×1019〜5×1021cm−3がより好ましい。また、前記下側および上側コンタクト層4、8の一方若しくは両方は、気相成長法によって形成される。 Thereafter, as shown in FIG. 4, the upper contact layer 8 having a thickness of 0.001 to 1 μm is formed on the stacked body 10 (upper contact layer forming step). The carrier concentration of the contact layers 4 and 8 is preferably a high concentration with a large amount of charge carriers, specifically, more preferably 1 × 10 19 to 5 × 10 21 cm −3 . One or both of the lower and upper contact layers 4 and 8 are formed by a vapor phase growth method.

前記液相成長法としては、例えば、LPE法が挙げられ、前記気相成長法としては、例えば、MOCVD法やMBE法が挙げられる。   Examples of the liquid phase growth method include an LPE method, and examples of the vapor phase growth method include an MOCVD method and an MBE method.

最後に、図5に示すように、前記基板2をエッチングにより除去し、前記両コンタクト層4、8上、または、形成されたいずれかのコンタクト層およびこれに対する積層体の表面上に、それぞれ電極層11、12を形成する。前記エッチングは、硫酸系、リン酸系、塩酸系、硝酸系、クエン酸系、アンモニア系、Br−メタノール系等のエッチング液によるウェットエッチング法が好ましいが、ドライエッチング法で行うこともできる。また、研削・レーザーリフトオフにより基板を除去することもできる。さらに、例えば、下側コンタクト層4の、電極層11に接する部分以外は、光を吸収しないようにするため、図5に示すように除去されるが、電流拡散などの理由により残しておいても構わない。また、基板2の除去面を光放出面とすることもできるし、反対面を光放出面とすることもできる。   Finally, as shown in FIG. 5, the substrate 2 is removed by etching, and electrodes are formed on both the contact layers 4 and 8, or on any of the formed contact layers and the surface of the laminate corresponding thereto. Layers 11 and 12 are formed. The etching is preferably performed by wet etching using an etching solution such as sulfuric acid, phosphoric acid, hydrochloric acid, nitric acid, citric acid, ammonia, or Br-methanol, but can also be performed by dry etching. Further, the substrate can be removed by grinding and laser lift-off. Further, for example, the portion of the lower contact layer 4 other than the portion in contact with the electrode layer 11 is removed as shown in FIG. 5 so as not to absorb light, but is left for reasons of current diffusion or the like. It doesn't matter. Further, the removal surface of the substrate 2 can be a light emission surface, and the opposite surface can be a light emission surface.

前記積層体10の有する各層を構成する好適な組成としては、例えば下側クラッド層5を、第1伝導型としてp型のAlGa1−aAs材料(但し、0<a≦1)、活性層6を、AlGa1−bAs材料(但し、0≦b≦1でかつb<a)、上側クラッド層7を、第2伝導型としてn型のAlGa1−cAs材料(但し、0<c≦1でかつb<c)とする場合が挙げられる。また、これとは逆に、第1伝導型としてn型、第2伝導型としてp型としてもよい。 As a suitable composition for constituting each layer of the stacked body 10, for example, the lower cladding layer 5 is made of a p-type Al a Ga 1-a As material (provided that 0 <a ≦ 1) as the first conductivity type, The active layer 6 is made of an Al b Ga 1-b As material (where 0 ≦ b ≦ 1 and b <a), and the upper cladding layer 7 is made of a second conductivity type, which is an n-type Al c Ga 1-c As material. (However, 0 <c ≦ 1 and b <c). Conversely, the first conductivity type may be n-type and the second conductivity type may be p-type.

前記下側コンタクト層4を形成する工程に先立って、気相成長法を用いて、前記基板2に、AlGa1−dAs材料(但し、0.5<d≦1.0)からなるエッチングストップ層3を形成するのが好ましい。基板2を除去するといったデバイス化の途中で、下側コンタクト層4がエッチングされたり、削れたりするのを防ぐためである。エッチングストップ層3の厚さは、エッチング液によるエッチング終了時間の制御が容易な厚さにするのが好ましく、具体的には、0.01〜10μmが好ましい。 Prior to the step of forming the lower contact layer 4, the substrate 2 is made of an Al d Ga 1-d As material (provided that 0.5 <d ≦ 1.0) by using a vapor phase growth method. It is preferable to form the etching stop layer 3. This is to prevent the lower contact layer 4 from being etched or scraped during the device fabrication such as removing the substrate 2. The thickness of the etching stop layer 3 is preferably set to a thickness that allows easy control of the etching end time with the etchant, and specifically, 0.01 to 10 μm is preferable.

前記上側コンタクト層8を形成する工程後、電極層12の形成工程前に、気相成長法を用いて、前記上側コンタクト層8上に、AlGa1−dAs材料(但し、0.5<d≦1.0)からなるエッチングストップ層9を形成するのが好ましい。電極12を形成するといったデバイス化の途中で、上側コンタクト層8がエッチングされたり、削れたりするのを防ぐためである。エッチングストップ層9の厚さは、エッチング液によるエッチング終了時間の制御が容易な厚さにするのが好ましく、具体的には、0.01〜10μmが好ましい。 After the step of forming the upper contact layer 8 and before the step of forming the electrode layer 12, an Al d Ga 1-d As material (however, 0.5 V is formed on the upper contact layer 8 by vapor phase growth). It is preferable to form an etching stop layer 9 made of <d ≦ 1.0). This is to prevent the upper contact layer 8 from being etched or scraped during the device formation such as forming the electrode 12. The thickness of the etching stop layer 9 is preferably set to a thickness that allows easy control of the etching end time with the etchant, and specifically, 0.01 to 10 μm is preferable.

前記下側コンタクト層4を形成する工程と前記積層体10を形成する工程との間に、気相成長法により下側コンタクト層4上に、AlGa1−eAs材料(但し、0<e≦1)からなる犠牲層(図示せず)を成長させてもよい。この犠牲層は、下側クラッド層5と同じAl組成か、下側クラッド層5と活性層6との間のAl組成(b<e≦a)であることがさらに好ましい。犠牲層を形成することで、仮にメルトバックが起きても、コンタクト層を保護することができ、また、コンタクト層のみではMOCVD装置からLPE装置へ移動させる際にコンタクト層表面が汚染し、LPE成長時に酸化物等が界面に取り込まれる可能性があるため、犠牲層によりコンタクト層表面を保護することができ(犠牲層表面の酸化物はメルトバックにより清浄化される)、さらに、犠牲層のキャリア濃度を高めておくことで、接触抵抗のさらなる低減を図ることができる。 Between the step of forming the lower contact layer 4 and the step of forming the stacked body 10, an Al e Ga 1-e As material (provided that 0 < A sacrificial layer (not shown) made of e ≦ 1) may be grown. More preferably, the sacrificial layer has the same Al composition as that of the lower cladding layer 5 or an Al composition between the lower cladding layer 5 and the active layer 6 (b <e ≦ a). By forming the sacrificial layer, the contact layer can be protected even if meltback occurs, and when the contact layer alone is transferred from the MOCVD apparatus to the LPE apparatus, the contact layer surface is contaminated and LPE growth occurs. Oxides and the like can sometimes be taken into the interface, so the surface of the contact layer can be protected by the sacrificial layer (the oxide on the surface of the sacrificial layer is cleaned by meltback), and the carrier of the sacrificial layer The contact resistance can be further reduced by increasing the concentration.

(実施例1)
実施例1は、図2〜5に示すとおり、MOCVD法を用いて、p型GaAs基板2上に、p型Al0.7Ga0.3As材料からなるエッチングストップ層3を成長させ、このエッチングストップ層3上に、MOCVD法を用いて、キャリア濃度2×1019cm−3のZnドープp型GaAs材料からなる、厚さ0.1μmの下側コンタクト層4を形成し、次いで、LPE法を用いて、GaAs原料/Ga融液比が0.01以上の融液中で、前記下側コンタクト層4上に、p型AlxGa1-xAs(0.03<x<0.3)材料からなる下側クラッド層5、p型Al0.03Ga0.97As材料からなる活性層6およびn型AlxGa1-xAs(0.03<x<0.5)材料からなる上側クラッド層7を、成長温度830℃で順次成長させて総厚tが160μmの積層体を形成し、その後、MOCVD法を用いて、前記積層体10上に、キャリア濃度2×1019cm−3のZnドープn型のGaAs材料からなる、厚さ0.1μmの上側コンタクト層8を形成し、さらに、p型Al0.7Ga0.3As材料からなるエッチングストップ層9を成長させ、アンモニアと過酸化水素水の混合液を用いたウェットエッチング法により前記基板2を除去した後、フッ酸を用いてエッチングストップ層3、9を除去し、電源を取るための金合金電極11、12を形成することにより、350μm×350μm×162μm(縦×横×高さ)の発光ダイオード1を得た。なお、活性層から発生する発光波長は、850nm程度となるように組成を調整した。
Example 1
In Example 1, an etching stop layer 3 made of a p-type Al 0.7 Ga 0.3 As material is grown on a p-type GaAs substrate 2 by MOCVD, as shown in FIGS. A lower contact layer 4 made of Zn-doped p-type GaAs material having a carrier concentration of 2 × 10 19 cm −3 is formed on the lower contact layer 4 by MOCVD, and then LPE is used. A p-type Al x Ga 1-x As (0.03 <x <0.3) material is formed on the lower contact layer 4 in a melt having a GaAs raw material / Ga melt ratio of 0.01 or more. Lower clad layer 5, active layer 6 made of p-type Al 0.03 Ga 0.97 As material, and upper clad made of n-type Al x Ga 1-x As (0.03 <x <0.5) material Layer 7 is grown sequentially at a growth temperature of 830 ° C. The thickness t to form a stack of 160 .mu.m, then, by MOCVD, on the laminate 10, composed of a Zn-doped n-type GaAs material having a carrier concentration 2 × 10 19 cm -3, thickness 0. An upper contact layer 8 having a thickness of 1 μm is formed, an etching stop layer 9 made of a p-type Al 0.7 Ga 0.3 As material is further grown, and wet etching using a mixed solution of ammonia and hydrogen peroxide water is performed. After the substrate 2 is removed, the etching stop layers 3 and 9 are removed using hydrofluoric acid, and gold alloy electrodes 11 and 12 for taking a power supply are formed, whereby 350 μm × 350 μm × 162 μm (vertical × horizontal × A light emitting diode 1 having a height) was obtained. The composition was adjusted so that the emission wavelength generated from the active layer was about 850 nm.

実施例2〜4は、それぞれ、両コンタクト層4、8のキャリア濃度を、2×1021cm−3、2×1018cm−3、2×1017cm−3としたこと以外は、実施例1と同様の方法で発光ダイオードを得た。また、実施例5、6、7および8は、それぞれ、両コンタクト層4、8の厚さを、1μm、0.2μm、0.001μm、0.5μmとしたこと以外は、実施例1と同様の方法で発光ダイオードを得た。さらに、実施例9および10は、それぞれ、融液比を0.10、0.001としたこと以外は、実施例1と同様の方法で発光ダイオードを得た。 Examples 2 to 4 were carried out except that the carrier concentrations of both contact layers 4 and 8 were 2 × 10 21 cm −3 , 2 × 10 18 cm −3 , and 2 × 10 17 cm −3 , respectively. A light emitting diode was obtained in the same manner as in Example 1. Examples 5, 6, 7 and 8 are the same as Example 1 except that the thicknesses of both contact layers 4 and 8 are 1 μm, 0.2 μm, 0.001 μm and 0.5 μm, respectively. Thus, a light emitting diode was obtained. Further, in Examples 9 and 10, light emitting diodes were obtained in the same manner as in Example 1 except that the melt ratios were 0.10 and 0.001, respectively.

比較例1は、両コンタクト層4、8と積層体の双方をLPE法を用いて形成したこと以外は、実施例5と同様の方法で発光ダイオードを得た。   In Comparative Example 1, a light emitting diode was obtained in the same manner as in Example 5 except that both contact layers 4 and 8 and the laminate were formed using the LPE method.

比較例2および比較例3は、それぞれ、LPE法のみおよびMOCVD法のみを用いて形成したダブルヘテロ積層体について、コンタクト層を設けない従来品の発光ダイオードである。なお、比較例3のMOCVD法で形成した積層体の厚さは330μm(基板を含む)であり、基板を除去していない。   Comparative Example 2 and Comparative Example 3 are conventional light emitting diodes in which a contact layer is not provided for a double hetero laminate formed using only the LPE method and the MOCVD method, respectively. Note that the thickness of the stacked body formed by the MOCVD method of Comparative Example 3 is 330 μm (including the substrate), and the substrate is not removed.

(性能評価1)
上記実施例1〜10および比較例1〜3の各発光ダイオードについて、20mA(一定)の電流を流したときの、発光出力、発光出力の標準偏差、抵抗値を測定した。これらの測定結果を表1に示す。この抵抗値は、固有抵抗と接触抵抗との和を示すものであり、固有抵抗を一定とすると、抵抗値の増減は接触抵抗の増減とみなすことができる。
(Performance evaluation 1)
For each of the light emitting diodes of Examples 1 to 10 and Comparative Examples 1 to 3, the light emission output, the standard deviation of the light emission output, and the resistance value when a current of 20 mA (constant) was passed were measured. These measurement results are shown in Table 1. This resistance value indicates the sum of the specific resistance and the contact resistance. If the specific resistance is constant, the increase or decrease in the resistance value can be regarded as the increase or decrease in the contact resistance.

表1の結果から、実施例1〜10は、発光出力を維持しつつ、接触抵抗を有効に低減させていることがわかる。また、キャリア濃度が大きいほど抵抗値は減少し、1019cm−3以上でほぼ一定の最小値となり、さらに、コンタクト層は薄いほうが発光出力が大きいことがわかる。なお、実施例10ではメルトバックにより(下側の)コンタクト層が減損していたことが確認された。 From the results in Table 1, it can be seen that Examples 1 to 10 effectively reduce the contact resistance while maintaining the light emission output. It can also be seen that the resistance value decreases as the carrier concentration increases, becomes a substantially constant minimum value at 10 19 cm −3 or more, and the light emission output is larger as the contact layer is thinner. In Example 10, it was confirmed that the (lower) contact layer was impaired by meltback.

比較例1でも低抵抗は得られるが、コンタクト層の厚みの面内分布が悪く、0.3〜1.5μm程度の分布を取り(ばらつき分布30%)、安定してコンタクト層を作製することはできなかった。また、発光出力は本発明の発光ダイオードの70〜90%程度と低く、ばらつきを示す標準偏差も大きいという結果が得られた。   Although low resistance can be obtained even in Comparative Example 1, the in-plane distribution of the contact layer thickness is poor, and a distribution of about 0.3 to 1.5 μm is obtained (variation distribution 30%) to stably produce the contact layer. I couldn't. Further, the light output was as low as about 70 to 90% of the light emitting diode of the present invention, and the standard deviation indicating the variation was large.

比較例2および比較例3はいずれも、コンタクト層を有していないため、発光出力の維持および接触抵抗の低減の両立を実現できていないことがわかる。   Since neither Comparative Example 2 nor Comparative Example 3 has a contact layer, it can be seen that both the maintenance of the light emission output and the reduction of the contact resistance cannot be realized.

なお、本実施例では、積層体の両側にコンタクト層をつけた場合を挙げたが、本形態に限定されることはなく、コンタクト層を片側に付加した場合でも、発光出力の維持および接触抵抗の低減の効果が得られることは自明である。   In this example, the case where the contact layer is provided on both sides of the laminated body is described. However, the present invention is not limited to this embodiment, and even when the contact layer is added on one side, the light emission output is maintained and the contact resistance It is obvious that the effect of reducing the above can be obtained.

本発明の発光ダイオードは、少なくとも一方のコンタクト層と、この一方のコンタクト層上に形成される積層体とをそれぞれ適した形成法を用いて製造することにより、基板を除去してもハンドリングするのに十分な厚さをもつダブルヘテロ積層体を有し、発光出力を維持しつつ、接触抵抗を有効に低減させることができ、また、本発明の発光ダイオードの製造方法は、MOCVD法を用いて形成した薄いコンタクト層が消滅等することなく、このコンタクト層上に、LPE法を用いてダブルヘテロ積層体を形成することができる。   The light-emitting diode of the present invention can be handled even when the substrate is removed by manufacturing at least one contact layer and a laminate formed on the one contact layer using suitable forming methods. The double hetero laminate having a sufficient thickness can be effectively reduced while maintaining the light emission output, and the contact resistance can be effectively reduced. The light emitting diode manufacturing method of the present invention uses the MOCVD method. A double hetero laminated body can be formed on this contact layer using the LPE method without the thin contact layer formed disappearing.

本発明に従う発光ダイオードの断面図である。1 is a cross-sectional view of a light emitting diode according to the present invention. 本発明に従う発光ダイオードの製造方法の下側コンタクト層形成工程を示す。4 shows a lower contact layer forming step of a method for manufacturing a light emitting diode according to the present invention. 本発明に従う発光ダイオードの製造方法の積層体形成工程を示す。The laminated body formation process of the manufacturing method of the light emitting diode according to this invention is shown. 本発明に従う発光ダイオードの製造方法の上側コンタクト層形成工程を示す。4 shows an upper contact layer forming step of a method for manufacturing a light emitting diode according to the present invention. 本発明に従う発光ダイオードの製造方法の電極層形成工程を示す。The electrode layer formation process of the manufacturing method of the light emitting diode according to this invention is shown. 従来のLPE法により積層体を形成した直後の下側コンタクト層の存在状態を示す。The presence state of the lower side contact layer immediately after forming a laminated body by the conventional LPE method is shown. 本発明に従う発光ダイオードの下側コンタクト層の存在状態を示す。Fig. 4 shows the presence state of the lower contact layer of a light emitting diode according to the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 発光ダイオード
2 基板
3、9 エッチングストップ層
4 下側コンタクト層
8 上側コンタクト層
5 下側クラッド層
7 上側クラッド層
6 活性層
10 積層体
11、12 電極層
t 積層体10の総厚
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light emitting diode 2 Substrate 3, 9 Etching stop layer 4 Lower contact layer 8 Upper contact layer 5 Lower cladding layer 7 Upper cladding layer 6 Active layer 10 Laminate 11, 12 Electrode layer t Total thickness of laminate 10

Claims (10)

一対の電極と、該電極間に設けられた少なくとも上側および下側のクラッド層ならびに該上側および下側クラッド層間に設けられた活性層を有する積層体とを具える発光ダイオードにおいて、
前記積層体の総厚が50〜500μmであり、前記電極のうち、少なくとも一方の電極と前記積層体との間に、厚さ0.001〜1μmのコンタクト層を具えることを特徴とする発光ダイオード。
In a light emitting diode comprising a pair of electrodes and a laminate having at least an upper and lower cladding layer provided between the electrodes and an active layer provided between the upper and lower cladding layers,
The total thickness of the laminated body is 50 to 500 μm, and a contact layer having a thickness of 0.001 to 1 μm is provided between at least one of the electrodes and the laminated body. diode.
前記積層体は第1伝導型のAlGa1−aAs材料(但し、0<a≦1)からなる下側クラッド層、AlGa1−bAs材料(但し、0≦b≦1でかつb<a)からなる活性層および第2伝導型のAlGa1−cAs材料(但し、0<c≦1でかつb<c)からなる上側クラッド層を有することを特徴とする請求項1に記載の発光ダイオード。 The stacked body includes a lower clad layer made of an Al a Ga 1-a As material (where 0 <a ≦ 1), an Al b Ga 1-b As material (where 0 ≦ b ≦ 1). And an active layer made of b <a) and an upper clad layer made of Al c Ga 1-c As material of the second conductivity type (where 0 <c ≦ 1 and b <c). Item 2. A light emitting diode according to item 1. 前記積層体は液相成長法を用いて形成され、かつ、前記コンタクト層は気相成長法を用いて形成され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。   The light emitting diode according to claim 1, wherein the stacked body is formed using a liquid phase growth method, and the contact layer is formed using a vapor phase growth method. 一対の電極と、該電極間に設けられた少なくとも上側および下側クラッド層ならびに該上側および下側クラッド層間に設けられた活性層を有する積層体とを具える発光ダイオードの製造方法であって、
液相成長法を用いて、基板の上方に、下側クラッド層、活性層および上側クラッド層を順次成長させて、総厚が50〜500μmの前記積層体を形成する工程と、
前記積層体を形成する工程の前に、厚さ0.001〜1μmの下側コンタクト層を気相成長法によって形成する工程と
を含むことを特徴とする発光ダイオードの製造方法。
A method of manufacturing a light emitting diode comprising a pair of electrodes, and a laminate having at least an upper and lower cladding layer provided between the electrodes and an active layer provided between the upper and lower cladding layers,
A step of sequentially growing a lower clad layer, an active layer and an upper clad layer on the substrate using a liquid phase growth method to form the laminate having a total thickness of 50 to 500 μm;
And a step of forming a lower contact layer having a thickness of 0.001 to 1 μm by a vapor phase growth method before the step of forming the stacked body.
一対の電極と、該電極間に設けられた少なくとも上側および下側クラッド層ならびに該上側および下側クラッド層間に設けられた活性層を有する積層体とを具える発光ダイオードの製造方法であって、
液相成長法を用いて、基板の上方に、下側クラッド層、活性層および上側クラッド層を順次成長させて、総厚が50〜500μmの前記積層体を形成する工程と、
前記積層体を形成する工程の後に、厚さ0.001〜1μmの上側コンタクト層を気相成長法によって形成する工程と
を含むことを特徴とする発光ダイオードの製造方法。
A method of manufacturing a light emitting diode comprising a pair of electrodes, and a laminate having at least an upper and lower cladding layer provided between the electrodes and an active layer provided between the upper and lower cladding layers,
A step of sequentially growing a lower clad layer, an active layer and an upper clad layer on the substrate using a liquid phase growth method to form the laminate having a total thickness of 50 to 500 μm;
And a step of forming an upper contact layer having a thickness of 0.001 to 1 μm by a vapor phase growth method after the step of forming the stacked body.
一対の電極と、該電極間に設けられた少なくとも上側および下側クラッド層ならびに該上側および下側クラッド層間に設けられた活性層を有する積層体とを具える発光ダイオードの製造方法であって、
液相成長法を用いて、基板の上方に、下側クラッド層、活性層および上側クラッド層を順次成長させて、総厚が50〜500μmの前記積層体を形成する工程と、
前記積層体を形成する工程の前後に、それぞれ厚さ0.001〜1μmの下側コンタクト層および上側コンタクト層を気相成長法によって形成する工程と
を含むことを特徴とする発光ダイオードの製造方法。
A method of manufacturing a light emitting diode comprising a pair of electrodes, and a laminate having at least an upper and lower cladding layer provided between the electrodes and an active layer provided between the upper and lower cladding layers,
A step of sequentially growing a lower clad layer, an active layer and an upper clad layer on the substrate using a liquid phase growth method to form the laminate having a total thickness of 50 to 500 μm;
And a step of forming a lower contact layer and an upper contact layer having a thickness of 0.001 to 1 μm by vapor phase epitaxy before and after the step of forming the laminated body, respectively. .
前記下側コンタクト層を形成する工程に先立って、気相成長法を用いて、前記基板に、AlGa1−dAs材料(但し、0.5<d≦1.0)からなるエッチングストップ層を形成する工程を有することを特徴とする請求項4または6に記載の発光ダイオードの製造方法。 Prior to the step of forming the lower contact layer, an etching stop made of Al d Ga 1-d As material (provided that 0.5 <d ≦ 1.0) is applied to the substrate by vapor phase growth. The method for producing a light-emitting diode according to claim 4, further comprising a step of forming a layer. 前記上側コンタクト層の形成工程後、前記電極層形成工程前に、気相成長法を用いて、前記上側コンタクト層上に、AlGa1−dAs材料(但し、0.5<d≦1.0)からなるエッチングストップ層を形成する工程をさらに有することを特徴とする請求項5または6に記載の発光ダイオードの製造方法。 After the step of forming the upper contact layer and before the step of forming the electrode layer, an Al d Ga 1-d As material (provided that 0.5 <d ≦ 1) is formed on the upper contact layer using a vapor deposition method. The method of manufacturing a light emitting diode according to claim 5 or 6, further comprising a step of forming an etching stop layer made of. 前記下側コンタクト層を形成する工程と前記積層体を形成する工程との間に、前記下側コンタクト層上に、AlGa1−eAs材料(但し、0<e≦1)からなる犠牲層を成長させる工程をさらに有することを特徴とする請求項4、6または7に記載の発光ダイオードの製造方法。 Between the step of forming the lower contact layer and the step of forming the stacked body, a sacrifice made of an Al e Ga 1-e As material (where 0 <e ≦ 1) is formed on the lower contact layer. The method for manufacturing a light-emitting diode according to claim 4, further comprising a step of growing a layer. 前記積層体は第1伝導型のAlGa1−aAs材料(但し、0<a≦1)からなる下側クラッド層、AlGa1−bAs材料(但し、0≦b≦1でかつb<a)からなる活性層および第2伝導型のAlGa1−cAs材料(但し、0<c≦1でかつb<c)からなる上側クラッド層を有することを特徴とする請求項4〜9のいずれか一項に記載の発光ダイオードの製造方法。 The stacked body includes a lower clad layer made of an Al a Ga 1-a As material (where 0 <a ≦ 1), an Al b Ga 1-b As material (where 0 ≦ b ≦ 1). And an active layer made of b <a) and an upper clad layer made of Al c Ga 1-c As material of the second conductivity type (where 0 <c ≦ 1 and b <c). Item 10. A method for producing a light-emitting diode according to any one of Items 4 to 9.
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Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6415913A (en) * 1987-07-09 1989-01-19 Mitsubishi Monsanto Chem Epitaxial growth method of substrate for high-brightness led
JPH0974220A (en) * 1995-09-07 1997-03-18 Mitsubishi Cable Ind Ltd Semiconductor light emitting element and manufacture thereof
JP2000164924A (en) * 1998-11-25 2000-06-16 Hitachi Cable Ltd AlGaInP-BASED LIGHT EMITTING DIODE AND MANUFACTURE THEREOF
JP2002335008A (en) * 2001-05-09 2002-11-22 Stanley Electric Co Ltd Semiconductor light emitting device and its manufacturing method
JP2003347231A (en) * 2002-05-31 2003-12-05 Hitachi Cable Ltd Method of manufacturing compound semiconductor and semiconductor element
JP2004281825A (en) * 2003-03-17 2004-10-07 Hitachi Cable Ltd Method of manufacturing light emitting diode
JP2006278357A (en) * 2005-03-28 2006-10-12 Sanyo Electric Co Ltd Method for manufacturing semiconductor chip
JP2007184526A (en) * 2005-12-07 2007-07-19 Fujifilm Corp Super luminescent diode and method of manufacturing same
JP2007221175A (en) * 2007-06-04 2007-08-30 Toshiba Corp Semiconductor light emitting element and semiconductor light emitting device

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6415913A (en) * 1987-07-09 1989-01-19 Mitsubishi Monsanto Chem Epitaxial growth method of substrate for high-brightness led
JPH0974220A (en) * 1995-09-07 1997-03-18 Mitsubishi Cable Ind Ltd Semiconductor light emitting element and manufacture thereof
JP2000164924A (en) * 1998-11-25 2000-06-16 Hitachi Cable Ltd AlGaInP-BASED LIGHT EMITTING DIODE AND MANUFACTURE THEREOF
JP2002335008A (en) * 2001-05-09 2002-11-22 Stanley Electric Co Ltd Semiconductor light emitting device and its manufacturing method
JP2003347231A (en) * 2002-05-31 2003-12-05 Hitachi Cable Ltd Method of manufacturing compound semiconductor and semiconductor element
JP2004281825A (en) * 2003-03-17 2004-10-07 Hitachi Cable Ltd Method of manufacturing light emitting diode
JP2006278357A (en) * 2005-03-28 2006-10-12 Sanyo Electric Co Ltd Method for manufacturing semiconductor chip
JP2007184526A (en) * 2005-12-07 2007-07-19 Fujifilm Corp Super luminescent diode and method of manufacturing same
JP2007221175A (en) * 2007-06-04 2007-08-30 Toshiba Corp Semiconductor light emitting element and semiconductor light emitting device

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