JP2947155B2 - 半導体発光素子及びその製造方法 - Google Patents
半導体発光素子及びその製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、発光効率の増大が高水
準に達成された半導体発光素子及びその製造方法に関す
る。
準に達成された半導体発光素子及びその製造方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来の半導体発光素子は、図１に示すよ
うに、ｎ形ＧａＡｓ基板層１とｎ形ＧａＡｓバッファ層
２とｎ形ＡｌＧａＩｎＰクラッド層３とＡｌＧａＩｎＰ
活性層４とｐ形ＡｌＧａＩｎＰクラッド層５とｐ形Ｇａ
Ａｓフロントウインドウ層６とｐ+ 形ＡｌＧａＩｎＰ酸
化防止層７とｐ形ＧａＡｓコンタクト層８とｎ形ＡｌＧ
ａＩｎＰ電流ブロック層９とを有する半導体基板１０
と、コンタクト層８の上面に形成されたアノード電極１
１と、ＧａＡｓ基板層１の下面に形成されたカソード電
極１２とから成る。ここで、ｐ+ 形ＡｌＧａＩｎＰ酸化
防止層７の上面のうちアノード電極１１で被覆されてい
ない部分は、光取り出し面となる。
うに、ｎ形ＧａＡｓ基板層１とｎ形ＧａＡｓバッファ層
２とｎ形ＡｌＧａＩｎＰクラッド層３とＡｌＧａＩｎＰ
活性層４とｐ形ＡｌＧａＩｎＰクラッド層５とｐ形Ｇａ
Ａｓフロントウインドウ層６とｐ+ 形ＡｌＧａＩｎＰ酸
化防止層７とｐ形ＧａＡｓコンタクト層８とｎ形ＡｌＧ
ａＩｎＰ電流ブロック層９とを有する半導体基板１０
と、コンタクト層８の上面に形成されたアノード電極１
１と、ＧａＡｓ基板層１の下面に形成されたカソード電
極１２とから成る。ここで、ｐ+ 形ＡｌＧａＩｎＰ酸化
防止層７の上面のうちアノード電極１１で被覆されてい
ない部分は、光取り出し面となる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】図１に示す発光ダイオ
ードでは、活性層４で発生した光のうち素子上方に放出
された光は光取り出し面から素子外部に導出されること
ができるが、活性層４で発生した光のうち素子下方に放
出された光はＧａＡｓバッファ層２及びＧａＡｓ基板層
１に全て吸収され、素子外部に導出させることができな
い。このため、図１の発光ダイオードでは、発光効率を
高水準に得ることができなかった。この発光効率を増大
する手段として、ｎ形ＡｌＧａＩｎＰクラッド層３と素
子下面の間の比較的クラッド層５に近い領域にブラッグ
反射層を介在させることが知られている。このようなブ
ラッグ反射層を設けた半導体発光素子では、活性層４か
ら下方に放出された光をこの反射層によって素子上方に
反射させることができるので、発光効率の増大が期待さ
れた。しかしながら、実際には、反射層の設計上狭い範
囲の波長しか反射させることができないこと、反射層の
層の厚さが精密にコントロールされていないと所望の反
射効果が十分に得られないこと、また発光波長に合わせ
た設計がそれぞれ必要になることなどから十分に高い発
光効率を安定に得ることは困難であった。
ードでは、活性層４で発生した光のうち素子上方に放出
された光は光取り出し面から素子外部に導出されること
ができるが、活性層４で発生した光のうち素子下方に放
出された光はＧａＡｓバッファ層２及びＧａＡｓ基板層
１に全て吸収され、素子外部に導出させることができな
い。このため、図１の発光ダイオードでは、発光効率を
高水準に得ることができなかった。この発光効率を増大
する手段として、ｎ形ＡｌＧａＩｎＰクラッド層３と素
子下面の間の比較的クラッド層５に近い領域にブラッグ
反射層を介在させることが知られている。このようなブ
ラッグ反射層を設けた半導体発光素子では、活性層４か
ら下方に放出された光をこの反射層によって素子上方に
反射させることができるので、発光効率の増大が期待さ
れた。しかしながら、実際には、反射層の設計上狭い範
囲の波長しか反射させることができないこと、反射層の
層の厚さが精密にコントロールされていないと所望の反
射効果が十分に得られないこと、また発光波長に合わせ
た設計がそれぞれ必要になることなどから十分に高い発
光効率を安定に得ることは困難であった。
【０００４】そこで、本発明は高い発光効率を有する半
導体発光素子及びその製造方法を提供することを目的と
する。
導体発光素子及びその製造方法を提供することを目的と
する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の装置の本発明は、第１導電形のクラッド層と、前記第
１導電形のクラッド層の一方の主面に隣接配置された活
性層と、前記活性層に隣接配置された第２導電形のクラ
ッド層と、前記第２導電形のクラッド層に対して電気的
に接続された第１の電極と、前記第１導電形のクラッド
層の他方の主面にその一方の主面が隣接するように配置
された光透過性を有する第１導電形の半導体領域から成
るバックウインドウ層と、前記バックウインドウ層の他
方の主面の一部にその一方の主面が隣接するように配置
されており且つ前記バックウインドウ層と同一の前記第
１導電形の半導体領域の酸化物から成る酸化膜と、前記
酸化膜の他方の主面に隣接しており且つ前記バックウイ
ンドウ層に電気的に接続されており且つ前記酸化膜との
界面に光反射面を得ることができる材料で形成されてい
る基礎電極層と、前記基礎電極層に隣接配置され且つ前
記基礎電極層よりも厚く形成された第２の電極とを備え
た半導体発光素子に係わるものである。また、方法の発
明は、少なくとも半導体基板層とバッファ層と前記バッ
ファ層と異なる半導体材料から成るエッチングストッパ
層と前記エッチングストッパ層と異なる半導体材料から
成る第１導電形のコンタクト層と光透過性を有する第１
導電形のバックウインドウ層と第１導電形のクラッド層
と活性層と第２導電形のクラッド層とを順次に有してい
る半導体基体を用意する工程と、前記半導体基体からエ
ッチングによって前記半導体基板層と前記バッファ層と
を除去する工程と、前記エッチングストッパ層をエッチ
ングによって除去する工程と、前記コンタクト層の一部
を除去して前記バックウインドウ層を露出させる工程
と、前記バックウインドウ層の露出している面を酸化し
て酸化膜を形成する工程と、前記コンタクト層にオーミ
ック接続用金属層を形成する工程と、前記酸化膜との界
面を光反射面にすることができる金属材料によって前記
酸化膜及び前記オーミック接続用金属層を覆うように基
礎電極層を形成する工程と、前記基礎電極層に隣接させ
て前記基礎電極層よりも厚い電極を形成する工程とから
成る半導体発光素子の製造方法に係わるものである。な
お、請求項２及び６に示すように更に多くの層を設ける
ことが望ましい。また、請求項４及び７に示すように各
層の材料を特定することが望ましい。また、請求項４に
示すように第２の電極を比較的厚く形成することが望ま
しい。
の装置の本発明は、第１導電形のクラッド層と、前記第
１導電形のクラッド層の一方の主面に隣接配置された活
性層と、前記活性層に隣接配置された第２導電形のクラ
ッド層と、前記第２導電形のクラッド層に対して電気的
に接続された第１の電極と、前記第１導電形のクラッド
層の他方の主面にその一方の主面が隣接するように配置
された光透過性を有する第１導電形の半導体領域から成
るバックウインドウ層と、前記バックウインドウ層の他
方の主面の一部にその一方の主面が隣接するように配置
されており且つ前記バックウインドウ層と同一の前記第
１導電形の半導体領域の酸化物から成る酸化膜と、前記
酸化膜の他方の主面に隣接しており且つ前記バックウイ
ンドウ層に電気的に接続されており且つ前記酸化膜との
界面に光反射面を得ることができる材料で形成されてい
る基礎電極層と、前記基礎電極層に隣接配置され且つ前
記基礎電極層よりも厚く形成された第２の電極とを備え
た半導体発光素子に係わるものである。また、方法の発
明は、少なくとも半導体基板層とバッファ層と前記バッ
ファ層と異なる半導体材料から成るエッチングストッパ
層と前記エッチングストッパ層と異なる半導体材料から
成る第１導電形のコンタクト層と光透過性を有する第１
導電形のバックウインドウ層と第１導電形のクラッド層
と活性層と第２導電形のクラッド層とを順次に有してい
る半導体基体を用意する工程と、前記半導体基体からエ
ッチングによって前記半導体基板層と前記バッファ層と
を除去する工程と、前記エッチングストッパ層をエッチ
ングによって除去する工程と、前記コンタクト層の一部
を除去して前記バックウインドウ層を露出させる工程
と、前記バックウインドウ層の露出している面を酸化し
て酸化膜を形成する工程と、前記コンタクト層にオーミ
ック接続用金属層を形成する工程と、前記酸化膜との界
面を光反射面にすることができる金属材料によって前記
酸化膜及び前記オーミック接続用金属層を覆うように基
礎電極層を形成する工程と、前記基礎電極層に隣接させ
て前記基礎電極層よりも厚い電極を形成する工程とから
成る半導体発光素子の製造方法に係わるものである。な
お、請求項２及び６に示すように更に多くの層を設ける
ことが望ましい。また、請求項４及び７に示すように各
層の材料を特定することが望ましい。また、請求項４に
示すように第２の電極を比較的厚く形成することが望ま
しい。
【０００６】
【発明の作用及び効果】請求項１〜４の発明によれば、
図１に示す従来の半導体発光素子で設けられていた半導
体基板層１及びバッファ層２を設けないでバックウイン
ドウ層を設け、この一部に酸化膜を介して基礎電極層を
対向させ、酸化膜と基礎電極層の界面を光反射面とした
ので、活性層から第２の電極方向に放射した光を光反射
面で第１の電極の方向に反射させることができる。この
結果、発光効率が高くなる。また酸化膜と基礎電極層と
の界面の光反射面は波長依存性がないので、全ての光を
反射させることができ、高い発光効率を得ることができ
る。また、請求項２及び６に示すように更に多くの層を
設けると、発光効率の増大、オーミック接続の改善、安
定性の向上を図ることができる。また、請求項３及び７
に示すように材料を限定すると、発光効率の増大を図る
ことができる。即ち、バックウインドウ層のＡｌＧａＡ
ｓは光透過性が良いので、ここでの光減衰が少なくな
り、発光効率の増大が図れる。また、請求項４によれ
ば、第２の電極が厚いためにこの第２の電極を半導体基
体の支持体として機能させることができ、必要な強度及
び厚さを有する発光素子を提供することができる。ま
た、請求項５〜７の方法の発明によれば、バックウイン
ドウ層、酸化膜、第１導電形のコンタクト層を容易に形
成することができる。
図１に示す従来の半導体発光素子で設けられていた半導
体基板層１及びバッファ層２を設けないでバックウイン
ドウ層を設け、この一部に酸化膜を介して基礎電極層を
対向させ、酸化膜と基礎電極層の界面を光反射面とした
ので、活性層から第２の電極方向に放射した光を光反射
面で第１の電極の方向に反射させることができる。この
結果、発光効率が高くなる。また酸化膜と基礎電極層と
の界面の光反射面は波長依存性がないので、全ての光を
反射させることができ、高い発光効率を得ることができ
る。また、請求項２及び６に示すように更に多くの層を
設けると、発光効率の増大、オーミック接続の改善、安
定性の向上を図ることができる。また、請求項３及び７
に示すように材料を限定すると、発光効率の増大を図る
ことができる。即ち、バックウインドウ層のＡｌＧａＡ
ｓは光透過性が良いので、ここでの光減衰が少なくな
り、発光効率の増大が図れる。また、請求項４によれ
ば、第２の電極が厚いためにこの第２の電極を半導体基
体の支持体として機能させることができ、必要な強度及
び厚さを有する発光素子を提供することができる。ま
た、請求項５〜７の方法の発明によれば、バックウイン
ドウ層、酸化膜、第１導電形のコンタクト層を容易に形
成することができる。
【０００７】
【実施例】次に、図２〜図１０を参照して本発明の実施
例に係わる半導体発光素子即ち発光ダイオードを説明す
る。なお、図２〜図９において図１と実質的に同一の部
分には同一の符号が付けられている。
例に係わる半導体発光素子即ち発光ダイオードを説明す
る。なお、図２〜図９において図１と実質的に同一の部
分には同一の符号が付けられている。
【０００８】図２〜図９は発光ダイオードを製造工程順
に示すものである。この発光ダイオードを製造する際に
はまず図２の平面形状正方形の半導体基体を用意する。
この半導体基体は、ｎ形（第１導電形）ＧａＡｓ（ガリ
ウム・ヒ素）から成る半導体基板層１と、ｎ形ＧａＡｓ
から成るバッファ層２と、ＡｌＧａＡｓ（アルミニウム
・ガリウム・ヒ素）から成る厚さ０．１μｍのエッチン
グストッパ層２１と、ｎ形ＧａＡｓから成る厚さ０．５
〜１μｍのコンタクト層２２と、ｎ形ＡｌＧａＡｓから
成る厚さ１μｍのバックウインドウ層２３と、ｎ形Ａｌ
ＧａＩｎＰ（アルミニウム・ガリウム・インジウム・リ
ン）から成るクラッド層３と、ｎ形ＡｌＧａＩｎＰから
成る活性層４と、ｐ形（第２導電形）ＡｌＧａＩｎＰか
ら成るクラッド層５と、ｐ形ＡｌＧａＡｓのフロントウ
インドウ層６と、ｐ+ 形ＡｌＧａＩｎＰから成る酸化防
止層７と、ｐ形ＧａＩｎＰ及びＧａＡｓの混合層から成
るコンタクト層８とを順次に積層した状態に有し、且つ
ｎ形ＡｌＧａＩｎＰから成る電流ブロック層９を有す
る。コンタクト層８及び電流ブロック層９は平面的に見
て半導体基体の中央に配置されている。従って、電流ブ
ロック層９はｐ形クラッド層５の上面の一部にのみ接触
し、またフロントウインドウ層６はｐ形クラッド層５と
電流ブロック層９の両方に接触している。また、Ａｕ
（金）から成るアノード電極（第１の電極）１１はコン
タクト層８の上に設けられているので、半導体内部の酸
化を防止するために設けられているｐ+ 形のＡｌＧａＩ
ｎＰから成る酸化防止層７のアノード電極１１で覆われ
ていない領域が光取り出し面となる。図２の半導体基体
は図１の従来の半導体基体にエッチングストッパ層２１
とｎ形コンタクト層２２とバックウインドウ層２３とを
付加した構成になっている。なお、図２でバッファ層２
及びこれよりも上の層は半導体基板層１の上にエピタキ
シャル成長法で形成されている。
に示すものである。この発光ダイオードを製造する際に
はまず図２の平面形状正方形の半導体基体を用意する。
この半導体基体は、ｎ形（第１導電形）ＧａＡｓ（ガリ
ウム・ヒ素）から成る半導体基板層１と、ｎ形ＧａＡｓ
から成るバッファ層２と、ＡｌＧａＡｓ（アルミニウム
・ガリウム・ヒ素）から成る厚さ０．１μｍのエッチン
グストッパ層２１と、ｎ形ＧａＡｓから成る厚さ０．５
〜１μｍのコンタクト層２２と、ｎ形ＡｌＧａＡｓから
成る厚さ１μｍのバックウインドウ層２３と、ｎ形Ａｌ
ＧａＩｎＰ（アルミニウム・ガリウム・インジウム・リ
ン）から成るクラッド層３と、ｎ形ＡｌＧａＩｎＰから
成る活性層４と、ｐ形（第２導電形）ＡｌＧａＩｎＰか
ら成るクラッド層５と、ｐ形ＡｌＧａＡｓのフロントウ
インドウ層６と、ｐ+ 形ＡｌＧａＩｎＰから成る酸化防
止層７と、ｐ形ＧａＩｎＰ及びＧａＡｓの混合層から成
るコンタクト層８とを順次に積層した状態に有し、且つ
ｎ形ＡｌＧａＩｎＰから成る電流ブロック層９を有す
る。コンタクト層８及び電流ブロック層９は平面的に見
て半導体基体の中央に配置されている。従って、電流ブ
ロック層９はｐ形クラッド層５の上面の一部にのみ接触
し、またフロントウインドウ層６はｐ形クラッド層５と
電流ブロック層９の両方に接触している。また、Ａｕ
（金）から成るアノード電極（第１の電極）１１はコン
タクト層８の上に設けられているので、半導体内部の酸
化を防止するために設けられているｐ+ 形のＡｌＧａＩ
ｎＰから成る酸化防止層７のアノード電極１１で覆われ
ていない領域が光取り出し面となる。図２の半導体基体
は図１の従来の半導体基体にエッチングストッパ層２１
とｎ形コンタクト層２２とバックウインドウ層２３とを
付加した構成になっている。なお、図２でバッファ層２
及びこれよりも上の層は半導体基板層１の上にエピタキ
シャル成長法で形成されている。
【０００９】次に、基板層１からエッチングを進めて基
板層１とバッファ層２を除去する。この際、ＧａＡｓを
選択的にエッチングするエッチング液を使用することに
より、バッファ層２が除去された時にエッチングが停止
し、図３に示すようにエッチングストッパ層２１及びこ
れよりも上の層が残存する。
板層１とバッファ層２を除去する。この際、ＧａＡｓを
選択的にエッチングするエッチング液を使用することに
より、バッファ層２が除去された時にエッチングが停止
し、図３に示すようにエッチングストッパ層２１及びこ
れよりも上の層が残存する。
【００１０】次に、エッチングによってエッチングスト
ッパ層２１を除去して図４に示すようにｎ形コンタクト
層２２及びこれよりも上の部分を残存させる。
ッパ層２１を除去して図４に示すようにｎ形コンタクト
層２２及びこれよりも上の部分を残存させる。
【００１１】次に、ｎ形コンタクト層２２を選択的にエ
ッチングして図５に示すように平面形状で格子状のコン
タクト層２２を得る。なお、コンタクト層２２のパター
ンは島状でもよいし、スリット状でもよい。
ッチングして図５に示すように平面形状で格子状のコン
タクト層２２を得る。なお、コンタクト層２２のパター
ンは島状でもよいし、スリット状でもよい。
【００１２】次に、バックウインドウ層２１のｎ形コン
タクト層２２によって被覆されずに露出した領域に熱酸
化法によって酸化して酸化膜２４を図６に示すように島
状に形成する。
タクト層２２によって被覆されずに露出した領域に熱酸
化法によって酸化して酸化膜２４を図６に示すように島
状に形成する。
【００１３】次に、図７に示すようにＡｕを選択的に蒸
着することによってｎ形コンタクト層２２の露出面にオ
ーミック接続用金属層２５を形成する。
着することによってｎ形コンタクト層２２の露出面にオ
ーミック接続用金属層２５を形成する。
【００１４】次に、図８に示すように酸化膜２４の露出
面及びオーミック接続用金属層２５の露出面を覆うよう
に全面に金を蒸着することによって基礎電極層２６を形
成する。
面及びオーミック接続用金属層２５の露出面を覆うよう
に全面に金を蒸着することによって基礎電極層２６を形
成する。
【００１５】次に、図８で点線で示すように基礎電極層
２６の周辺をフォトレジストで覆って金をメッキするこ
とにより金メッキ層から成るカソード電極２７を基礎電
極層２６の周辺を除いた領域に図９に示すように形成す
る。このカソード電極２７は半導体基体の主要部である
ｎ形クラッド層３と活性層４とｐ形クラッド層５の合計
の厚さ以上の厚さを有し、また図９の半導体基体全体の
厚さにほぼ等しい厚さを有するので、半導体基体の支持
体としての機能を有する他に放熱板としての機能を有
し、ＰＨＳ電極と呼ばれるものになる。
２６の周辺をフォトレジストで覆って金をメッキするこ
とにより金メッキ層から成るカソード電極２７を基礎電
極層２６の周辺を除いた領域に図９に示すように形成す
る。このカソード電極２７は半導体基体の主要部である
ｎ形クラッド層３と活性層４とｐ形クラッド層５の合計
の厚さ以上の厚さを有し、また図９の半導体基体全体の
厚さにほぼ等しい厚さを有するので、半導体基体の支持
体としての機能を有する他に放熱板としての機能を有
し、ＰＨＳ電極と呼ばれるものになる。
【００１６】図９に示す半導体発光素子（発光ダイオー
ド）は次の効果を有する。 （１） 光透過性が良いＡｌＧａＡｓから成り且つ比較
的薄く形成されたバックウインドウ層（光透過層）２３
に酸化膜２４を設け、この酸化膜２４と基礎電極層２６
との界面に光反射面２８を形成したので、この光反射面
２８に対して活性層４側から入射する光及び光反射面２
８で反射して上に向う光の減衰が少なくなり、光の取り
出し量が多くなり、発光効率が高くなる。 （２） 酸化膜２４と基礎電極層２６との間の反射面２
８は波長依存性がないので、種々の波長の光を良好に反
射し、発光効率を向上させることができる。 （３） 光反射面２８はバックウインドウ層２３の酸化
で形成した酸化膜２４に基づいて得られるので、光反射
面２８の形成を極めて容易に達成することができる。 （４） 酸化膜２４は島状に形成されているので、アノ
ード電極１１とカソード電極２７との間の電流通路は確
保される。 （５） バックウインドウ層２３が比較的薄くても、こ
れよりも十分に厚いカソード電極２７がメッキによって
形成されているので、半導体基体の機械的保持はカソー
ド電極２７によって十分に達成され、且つ半導体発光素
子に要求される厚さを十分に得ることができる。また、
必要な放熱特性をカソード電極２７によって得ることも
できる。 （６） 半導体基板層１及びバッファ層２の上にエッチ
ングストッパ層２１、ｎ形コンタクト層２２、バックウ
インドウ層２３、及び発光に必要な種々の層を設け、そ
の後に半導体基板層１及びバッファ層２を除去する方法
を採用しているので、ｎ形コンタクト層２１、バックウ
インドウ層２３及びこれよりも上の層を安定的且つ良好
に形成することができる。
ド）は次の効果を有する。 （１） 光透過性が良いＡｌＧａＡｓから成り且つ比較
的薄く形成されたバックウインドウ層（光透過層）２３
に酸化膜２４を設け、この酸化膜２４と基礎電極層２６
との界面に光反射面２８を形成したので、この光反射面
２８に対して活性層４側から入射する光及び光反射面２
８で反射して上に向う光の減衰が少なくなり、光の取り
出し量が多くなり、発光効率が高くなる。 （２） 酸化膜２４と基礎電極層２６との間の反射面２
８は波長依存性がないので、種々の波長の光を良好に反
射し、発光効率を向上させることができる。 （３） 光反射面２８はバックウインドウ層２３の酸化
で形成した酸化膜２４に基づいて得られるので、光反射
面２８の形成を極めて容易に達成することができる。 （４） 酸化膜２４は島状に形成されているので、アノ
ード電極１１とカソード電極２７との間の電流通路は確
保される。 （５） バックウインドウ層２３が比較的薄くても、こ
れよりも十分に厚いカソード電極２７がメッキによって
形成されているので、半導体基体の機械的保持はカソー
ド電極２７によって十分に達成され、且つ半導体発光素
子に要求される厚さを十分に得ることができる。また、
必要な放熱特性をカソード電極２７によって得ることも
できる。 （６） 半導体基板層１及びバッファ層２の上にエッチ
ングストッパ層２１、ｎ形コンタクト層２２、バックウ
インドウ層２３、及び発光に必要な種々の層を設け、そ
の後に半導体基板層１及びバッファ層２を除去する方法
を採用しているので、ｎ形コンタクト層２１、バックウ
インドウ層２３及びこれよりも上の層を安定的且つ良好
に形成することができる。
【００１７】
【変形例】本発明は上述の実施例に限定されるものでな
く、例えば次の変形が可能なものである。 （１） 酸化防止層７等の発光素子の基本構成要素以外
の部分を省くこともできる。 （２） 基礎電極層２６をコンタクト層２２にオーミッ
ク接触させることができる場合にはオーミック接続用金
属層２５を省くことができる。また、基礎電極層２６を
バックウインドウ層２３にオーミック接触させることが
できる場合は、コンタクト層２２、オーミック接続用金
属層２５を省くことができる。
く、例えば次の変形が可能なものである。 （１） 酸化防止層７等の発光素子の基本構成要素以外
の部分を省くこともできる。 （２） 基礎電極層２６をコンタクト層２２にオーミッ
ク接触させることができる場合にはオーミック接続用金
属層２５を省くことができる。また、基礎電極層２６を
バックウインドウ層２３にオーミック接触させることが
できる場合は、コンタクト層２２、オーミック接続用金
属層２５を省くことができる。
【図１】従来の半導体発光素子を示す断面図である。
【図２】本発明の実施例に係わる半導体発光素子の製造
の第１工程の状態を示す断面図である。
の第１工程の状態を示す断面図である。
【図３】半導体発光素子の製造の第２工程の状態を示す
断面図である。
断面図である。
【図４】半導体発光素子の製造の第３工程の状態を示す
断面図である。
断面図である。
【図５】半導体発光素子の製造の第４工程の状態を示す
断面図である。
断面図である。
【図６】半導体発光素子の製造の第５工程の状態を示す
断面図である。
断面図である。
【図７】半導体発光素子の製造の第６工程の状態を示す
断面図である。
断面図である。
【図８】半導体発光素子の製造の第７工程の状態を示す
断面図である。
断面図である。
【図９】完成した半導体発光素子を示す断面図である。
【図１０】図９の一部を拡大して示す断面図である。
３ ｎ形クラッド層 ４ 活性層 ５ ｐ形クラッド層 １１ アノード電極 ２２ コンタクト層 ２３ バックウインドウ層 ２４ 酸化膜 ２５ オーミック接続用金属層 ２６ 基礎電極層 ２７ カソード電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 33/00
Claims (7)
- 【請求項１】 第１導電形のクラッド層と、 前記第１導電形のクラッド層の一方の主面に隣接配置さ
れた活性層と、 前記活性層に隣接配置された第２導電形のクラッド層
と、 前記第２導電形のクラッド層に対して電気的に接続され
た第１の電極と、 前記第１導電形のクラッド層の他方の主面にその一方の
主面が隣接するように配置された光透過性を有する第１
導電形の半導体領域から成るバックウインドウ層と、 前記バックウインドウ層の他方の主面の一部にその一方
の主面が隣接するように配置されており且つ前記バック
ウインドウ層と同一の前記第１導電形の半導体領域の酸
化物から成る酸化膜と、 前記酸化膜の他方の主面に隣接しており且つ前記バック
ウインドウ層に電気的に接続されており且つ前記酸化膜
との界面に光反射面を得ることができる材料で形成され
ている基礎電極層と、 前記基礎電極層に隣接配置され且つ前記基礎電極層より
も厚く形成された第２の電極とを備えた半導体発光素
子。 - 【請求項２】 更に、前記第２導電形のクラッド層と前
記第１の電極との間に、前記第２導電形のクラッド層の
一部に隣接する第１導電形の電流ブロック層と、前記第
２導電形のクラッド層及び前記電流ブロック層に隣接す
る第２導電形のフロントウインドウ層と、前記フロント
ウインドウ層に隣接する第２導電形の酸化防止層と、前
記酸化防止層に隣接する前記第２導電形のコンタクト層
とを有し、前記バックウインドウ層と前記基礎電極層と
の間に、前記バックウインドウ層の一部に隣接する第１
導電形のコンタクト層と、この第１導電形のコンタクト
層にオーミック接触しているオーミック接続用金属層と
を有していることを特徴とする請求項１記載の半導体発
光素子。 - 【請求項３】 前記第１導電形のクラッド層、前記活性
層、前記第２導電形のクラッド層はＡｌＧａＩｎＰ半導
体であり、前記第１導電形のバックウインドウ層はＡｌ
ＧａＡｓ半導体であることを特徴とする請求項１又は２
記載の半導体発光素子。 - 【請求項４】 前記第２の電極は、前記第１導電形のク
ラッド層と前記活性層と前記第２導電形のクラッド層と
前記バックウインドウ層との合計の厚さ以上の厚さを有
していることを特徴とする請求項１又は２又は３記載の
半導体発光素子。 - 【請求項５】 少なくとも半導体基板層とバッファ層と
前記バッファ層と異なる半導体材料から成るエッチング
ストッパ層と前記エッチングストッパ層と異なる半導体
材料から成る第１導電形のコンタクト層と光透過性を有
する第１導電形のバックウインドウ層と第１導電形のク
ラッド層と活性層と第２導電形のクラッド層とを順次に
有している半導体基体を用意する工程と、 前記半導体基体からエッチングによって前記半導体基板
層と前記バッファ層とを除去する工程と、 前記エッチングストッパ層をエッチングによって除去す
る工程と、 前記コンタクト層の一部を除去して前記バックウインド
ウ層を露出させる工程と、 前記バックウインドウ層の露出している面を酸化して酸
化膜を形成する工程と、 前記コンタクト層にオーミック接続用金属層を形成する
工程と、 前記酸化膜との界面を光反射面にすることができる金属
材料によって前記酸化膜及び前記オーミック接続用金属
層を覆うように基礎電極層を形成する工程と、 前記基礎電極層に隣接させて前記基礎電極層よりも厚い
電極を形成する工程とから成る半導体発光素子の製造方
法。 - 【請求項６】 前記半導体基体は、更に、前記第２導電
形のクラッド層の一部に隣接するように配置された第１
導電形の電流ブロック層と、前記第２導電形のクラッド
層及び前記電流ブロック層に隣接するように配置された
第２導電形のフロントウインドウ層と、前記フロントウ
インドウ層に隣接するように配置された第２導電形の酸
化防止層と、前記酸化防止層に隣接するように配置され
た第２導電形のコンタクト層とを有し、前記第２導電形
のコントタク層に電極が形成されていることを特徴とす
る請求項５記載の半導体発光素子の製造方法。 - 【請求項７】 前記第１導電形のクラッド層と前記活性
層と前記第２導電形のクラッド層はＡｌＧａＩｎＰ半導
体であり、前記第１導電形のバックウインドウ層はＡｌ
ＧａＡｓであり、前記第１導電形のコンタクト層はＧａ
Ａｓ半導体であり、前記エッチングストッパ層はＡｌＧ
ａＡｓであり、前記バッファ層及び前記半導体基板層は
それぞれＧａＡｓであることを特徴とする請求項５又は
６記載の半導体発光素子の製造方法。
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|---|---|---|---|
| JP4213296A JP2947155B2 (ja) | 1996-02-05 | 1996-02-05 | 半導体発光素子及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4213296A JP2947155B2 (ja) | 1996-02-05 | 1996-02-05 | 半導体発光素子及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09213996A JPH09213996A (ja) | 1997-08-15 |
| JP2947155B2 true JP2947155B2 (ja) | 1999-09-13 |
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ID=12627421
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4213296A Expired - Fee Related JP2947155B2 (ja) | 1996-02-05 | 1996-02-05 | 半導体発光素子及びその製造方法 |
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| JP (1) | JP2947155B2 (ja) |
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-
1996
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