JP3322300B2 - 窒化ガリウム系半導体発光素子と受光素子 - Google Patents
窒化ガリウム系半導体発光素子と受光素子Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ｎ型及びｐ型窒化
物半導体層を備えた窒化物半導体素子に関する。
物半導体層を備えた窒化物半導体素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、窒化物化合物半導体を用いた発光
素子が、青色系の発光が可能な発光素子として注目され
ている。この窒化物化合物半導体を用いた従来の発光素
子は、例えば、図７に示すように、サファイヤ基板１１
上にｎ型窒化物半導体層１２を成長させ、そのｎ型窒化
物半導体層１２上に発光層１０を介してｐ型窒化物半導
体層１３を成長させた層構造を有する。この従来の窒化
物半導体発光素子において、図７，８に示すように、ｐ
型窒化物半導体層上には、ｐ型窒化物半導体層とオーミ
ック接触可能な金属膜からなるｐ側の正電極１１５が形
成され、ｎ側の負電極１１４は、所定の位置で、ｐ型窒
化窒化物半導体層と発光層をエッチングにより除去して
ｎ型窒化物半導体層の上面を露出させて、露出させた上
面上に形成されている。このように、従来例の窒化物半
導体発光素子では、同一面側に形成された正負の電極間
の短絡を防止するためと、素子の保護のために正負の電
極の取り出し部分（開口部１１８，１１９）を除いて絶
縁膜１１７が形成されている。尚、図７，８の窒化物半
導体発光素子においては、正電極１１５上の負電極１１
４から比較的離れた位置に取り出し電極１１６が形成さ
れている。以上のように構成された従来例の窒化物半導
体発光素子は、比較的高い強度の青色系の発光が可能で
ある。
素子が、青色系の発光が可能な発光素子として注目され
ている。この窒化物化合物半導体を用いた従来の発光素
子は、例えば、図７に示すように、サファイヤ基板１１
上にｎ型窒化物半導体層１２を成長させ、そのｎ型窒化
物半導体層１２上に発光層１０を介してｐ型窒化物半導
体層１３を成長させた層構造を有する。この従来の窒化
物半導体発光素子において、図７，８に示すように、ｐ
型窒化物半導体層上には、ｐ型窒化物半導体層とオーミ
ック接触可能な金属膜からなるｐ側の正電極１１５が形
成され、ｎ側の負電極１１４は、所定の位置で、ｐ型窒
化窒化物半導体層と発光層をエッチングにより除去して
ｎ型窒化物半導体層の上面を露出させて、露出させた上
面上に形成されている。このように、従来例の窒化物半
導体発光素子では、同一面側に形成された正負の電極間
の短絡を防止するためと、素子の保護のために正負の電
極の取り出し部分（開口部１１８，１１９）を除いて絶
縁膜１１７が形成されている。尚、図７，８の窒化物半
導体発光素子においては、正電極１１５上の負電極１１
４から比較的離れた位置に取り出し電極１１６が形成さ
れている。以上のように構成された従来例の窒化物半導
体発光素子は、比較的高い強度の青色系の発光が可能で
ある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
窒化物半導体発光素子では、基板１１を介して光りを出
力するいわゆるフェースダウン構造としたときに、半導
体層側から光りが漏れ、発光した光りを効率よく出力す
ることができないという問題点があった。また、半導体
層側から光りが漏れるために、出力される光りの強度が
面内で不均一になるという問題点があった。以上、窒化
物半導体発光素子の例について説明したが、発光層１０
に代えて受光層を形成することにより窒化物半導体を用
いた窒化物半導体受光素子を構成しようとする場合にお
いても同様の問題点を有していた。すなわち、受光素子
では、基板側から入力された光りが半導体層を介して漏
れるので、光電変換効率が劣化し、受光層の光電変換効
率が受光面内で均一にすることができず、これによって
も光電変換効率を劣化させていた。
窒化物半導体発光素子では、基板１１を介して光りを出
力するいわゆるフェースダウン構造としたときに、半導
体層側から光りが漏れ、発光した光りを効率よく出力す
ることができないという問題点があった。また、半導体
層側から光りが漏れるために、出力される光りの強度が
面内で不均一になるという問題点があった。以上、窒化
物半導体発光素子の例について説明したが、発光層１０
に代えて受光層を形成することにより窒化物半導体を用
いた窒化物半導体受光素子を構成しようとする場合にお
いても同様の問題点を有していた。すなわち、受光素子
では、基板側から入力された光りが半導体層を介して漏
れるので、光電変換効率が劣化し、受光層の光電変換効
率が受光面内で均一にすることができず、これによって
も光電変換効率を劣化させていた。
【０００４】そこで、本発明の第１の目的は、上記問題
点を解決して、基板側から光りを出力するように構成し
た場合に、半導体層側からの光りの漏れを少なくでき、
発光効率がよく、かつ出力される光りの強度を出力面内
で略均一にできる窒化物半導体発光素子を提供すること
にある。
点を解決して、基板側から光りを出力するように構成し
た場合に、半導体層側からの光りの漏れを少なくでき、
発光効率がよく、かつ出力される光りの強度を出力面内
で略均一にできる窒化物半導体発光素子を提供すること
にある。
【０００５】また、本発明の第２の目的は、入力された
光りを効率よく光電変換できる変換効率の高い窒化物半
導体受光素子を提供することにある。
光りを効率よく光電変換できる変換効率の高い窒化物半
導体受光素子を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、基板側から光
を出力する窒化物半導体発光素子において、半導体層か
ら光りが漏れるのを防止し、発光効率を向上させるもの
である。すなわち、本発明に係る窒化ガリウム系半導体
発光素子は、基板上に形成されたｎ型窒化ガリウム系半
導体からなる第１半導体層と、該第１半導体層上に発光
層を介して形成されたｐ型窒化ガリウム系半導体からな
る第２半導体層とを備え、上記第２半導体層の中央部に
おいて開口部設けて露出させた第１半導体層の表面にｎ
側電極を形成しかつ上記第２の半導体層の表面に上記ｎ
側電極を取り囲むようにｐ側電極を形成して、上記基板
を介して光りを出力する窒化ガリウム系半導体発光素子
であって、上記開口部における上記第２の半導体層の側
壁と上記ｐ側電極の内周周辺部とに連続した絶縁膜を形
成し、上記ｎ側電極が上記絶縁膜を介して上記ｐ側電極
の内周周辺部と重なるように上記ｎ側電極を延在させ、
上記ｐ側電極と上記ｎ側電極との間から光が漏れること
を防止したことを特徴とする。
を出力する窒化物半導体発光素子において、半導体層か
ら光りが漏れるのを防止し、発光効率を向上させるもの
である。すなわち、本発明に係る窒化ガリウム系半導体
発光素子は、基板上に形成されたｎ型窒化ガリウム系半
導体からなる第１半導体層と、該第１半導体層上に発光
層を介して形成されたｐ型窒化ガリウム系半導体からな
る第２半導体層とを備え、上記第２半導体層の中央部に
おいて開口部設けて露出させた第１半導体層の表面にｎ
側電極を形成しかつ上記第２の半導体層の表面に上記ｎ
側電極を取り囲むようにｐ側電極を形成して、上記基板
を介して光りを出力する窒化ガリウム系半導体発光素子
であって、上記開口部における上記第２の半導体層の側
壁と上記ｐ側電極の内周周辺部とに連続した絶縁膜を形
成し、上記ｎ側電極が上記絶縁膜を介して上記ｐ側電極
の内周周辺部と重なるように上記ｎ側電極を延在させ、
上記ｐ側電極と上記ｎ側電極との間から光が漏れること
を防止したことを特徴とする。
【０００７】また、本発明の窒化ガリウム系半導体発光
素子ではさらに、上記第１半導体層と上記第２半導体層
の外周側面に、絶縁膜を介して上記ｐ側電極と連続する
電極膜又はｎ側電極と連続する電極膜を形成することに
より、上記第１半導体層及び上記第２半導体層の基板と
対向する面を除く表面を、上記ｐ側電極、ｎ側電極又は
上記電極膜いずれかで覆い、該表面から光が漏れること
を防止することが好ましい。
素子ではさらに、上記第１半導体層と上記第２半導体層
の外周側面に、絶縁膜を介して上記ｐ側電極と連続する
電極膜又はｎ側電極と連続する電極膜を形成することに
より、上記第１半導体層及び上記第２半導体層の基板と
対向する面を除く表面を、上記ｐ側電極、ｎ側電極又は
上記電極膜いずれかで覆い、該表面から光が漏れること
を防止することが好ましい。
【０００８】本発明に係る窒化ガリウム系半導体受光素
子は、基板上に形成されたｎ型窒化ガリウム系半導体か
らなる第１半導体層と、該第１半導体層上に光吸収層を
介して形成されたｐ型窒化ガリウム系半導体からなる第
２半導体層とを備え、上記第２半導体層の中央部におい
て開口部設けて露出させた第１半導体層の表面にｎ側電
極を形成しかつ上記第２の半導体層の表面に上記ｎ側電
極を取り囲むようにｐ側電極を形成して、上記基板を介
して入力される光を電気信号に変換する窒化ガリウム系
半導体受光素子であって、上記開口部における上記第２
の半導体層の側壁と上記ｐ側電極の内周周辺部とに連続
した絶縁膜を形成し、上記ｎ側電極を上記絶縁膜を間に
挟んで上記ｐ側電極の内周周辺部上まで延在させ、上記
ｐ側電極と上記ｎ側電極との間から光が漏れることを防
止したことを特徴とする。
子は、基板上に形成されたｎ型窒化ガリウム系半導体か
らなる第１半導体層と、該第１半導体層上に光吸収層を
介して形成されたｐ型窒化ガリウム系半導体からなる第
２半導体層とを備え、上記第２半導体層の中央部におい
て開口部設けて露出させた第１半導体層の表面にｎ側電
極を形成しかつ上記第２の半導体層の表面に上記ｎ側電
極を取り囲むようにｐ側電極を形成して、上記基板を介
して入力される光を電気信号に変換する窒化ガリウム系
半導体受光素子であって、上記開口部における上記第２
の半導体層の側壁と上記ｐ側電極の内周周辺部とに連続
した絶縁膜を形成し、上記ｎ側電極を上記絶縁膜を間に
挟んで上記ｐ側電極の内周周辺部上まで延在させ、上記
ｐ側電極と上記ｎ側電極との間から光が漏れることを防
止したことを特徴とする。
【０００９】また、本発明の窒化ガリウム系半導体発光
素子では、上記第１半導体層と上記第２半導体層の外周
側面に、絶縁膜を介して上記ｐ側電極と連続する電極又
はｎ側電極と連続する電極膜を形成することにより、上
記第１半導体層及び上記第２半導体層の基板と対向する
面を除く表面を上記ｐ側電極、ｎ側電極又は上記電極膜
いずれかで覆い、該表面から光が漏れることを防止する
ことが好ましい。
素子では、上記第１半導体層と上記第２半導体層の外周
側面に、絶縁膜を介して上記ｐ側電極と連続する電極又
はｎ側電極と連続する電極膜を形成することにより、上
記第１半導体層及び上記第２半導体層の基板と対向する
面を除く表面を上記ｐ側電極、ｎ側電極又は上記電極膜
いずれかで覆い、該表面から光が漏れることを防止する
ことが好ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明に係
る実施の形態について説明する。 実施形態１．本発明に係る実施形態１の窒化物半導体発
光素子は、図１に示すように、例えばサファイヤ等から
なる基板１１上に、例えば、ＳｉがドープされたＡｌＩ
ｎＧａＮからなるｎ型窒化物半導体層１２、例えば、Ｉ
ｎＧａＮからなる発光層１０及び例えば、Ｍｇがドープ
されたＡｌＩｎＧａＮからなるｐ型窒化物半導体層１３
が順に積層された半導体層構造を有し、以下のように構
成される。 １）実施形態１の窒化物半導体発光素子において、ｐ型
窒化物半導体層は、その中央部において円形に除去さ
れ、開口部３１が形成される。これによって、開口部３
１を介してｎ型窒化物半導体層１２の表面が露出され
る。 ２）ｐ側の正電極１９は、図２に示すように、ｐ型窒化
物半導体層１３上に、開口部３１の近傍及び外周の近傍
とを除いて形成される。 ３）ｐ側の取り出し電極１６は、正電極１９上の開口部
３１と一側面との間に略矩形形状に形成される。 ４）絶縁層１７ａは、ｐ側の正電極１９、ｐ型窒化物半
導体層１３及びｎ型窒化物半導体層１２の側面を覆い基
板１１に達するように形成される。 尚、絶縁層１７ａにおいて、開口部３１の内側に開口部
３１と同心円の開口部３２が形成され、取り出し電極１
９上に開口部３３が形成される。 ５）ｎ側の負電極１４は、開口部３２を形成することに
よって露出されたｎ型窒化物半導体層１２の表面１８に
接続されるように形成される。ここで、負電極１４は、
図２に示すように、ｐ側の取り出し電極１６の側におい
て、いずれの位置においても保護膜１７ａを介して正電
極１９と重なるように取り出し電極１６に近接する位置
まで延在し、かつ反対側においては、絶縁膜１７ａを介
して正電極１９を実質的に覆うように形成される。６）
さらに絶縁膜１７ｂは、取り出し電極１６上に開口部３
３と重なる開口部３５を有しかつ開口部３５の反対側の
負電極１４上に開口部３４を有し、各電極及び半導体層
を覆うように形成される。
る実施の形態について説明する。 実施形態１．本発明に係る実施形態１の窒化物半導体発
光素子は、図１に示すように、例えばサファイヤ等から
なる基板１１上に、例えば、ＳｉがドープされたＡｌＩ
ｎＧａＮからなるｎ型窒化物半導体層１２、例えば、Ｉ
ｎＧａＮからなる発光層１０及び例えば、Ｍｇがドープ
されたＡｌＩｎＧａＮからなるｐ型窒化物半導体層１３
が順に積層された半導体層構造を有し、以下のように構
成される。 １）実施形態１の窒化物半導体発光素子において、ｐ型
窒化物半導体層は、その中央部において円形に除去さ
れ、開口部３１が形成される。これによって、開口部３
１を介してｎ型窒化物半導体層１２の表面が露出され
る。 ２）ｐ側の正電極１９は、図２に示すように、ｐ型窒化
物半導体層１３上に、開口部３１の近傍及び外周の近傍
とを除いて形成される。 ３）ｐ側の取り出し電極１６は、正電極１９上の開口部
３１と一側面との間に略矩形形状に形成される。 ４）絶縁層１７ａは、ｐ側の正電極１９、ｐ型窒化物半
導体層１３及びｎ型窒化物半導体層１２の側面を覆い基
板１１に達するように形成される。 尚、絶縁層１７ａにおいて、開口部３１の内側に開口部
３１と同心円の開口部３２が形成され、取り出し電極１
９上に開口部３３が形成される。 ５）ｎ側の負電極１４は、開口部３２を形成することに
よって露出されたｎ型窒化物半導体層１２の表面１８に
接続されるように形成される。ここで、負電極１４は、
図２に示すように、ｐ側の取り出し電極１６の側におい
て、いずれの位置においても保護膜１７ａを介して正電
極１９と重なるように取り出し電極１６に近接する位置
まで延在し、かつ反対側においては、絶縁膜１７ａを介
して正電極１９を実質的に覆うように形成される。６）
さらに絶縁膜１７ｂは、取り出し電極１６上に開口部３
３と重なる開口部３５を有しかつ開口部３５の反対側の
負電極１４上に開口部３４を有し、各電極及び半導体層
を覆うように形成される。
【００１１】以上のように構成された実施形態１の窒化
物半導体発光素子において、ｎ型窒化物半導体層１２及
びｐ型窒化物半導体層１３の上方は、正電極１９及び負
電極１４のいずれかの電極で覆われているので、活性層
１０において発生した光りが上方から漏れるのを防止で
き、基板１１側から効率よく出力できる。
物半導体発光素子において、ｎ型窒化物半導体層１２及
びｐ型窒化物半導体層１３の上方は、正電極１９及び負
電極１４のいずれかの電極で覆われているので、活性層
１０において発生した光りが上方から漏れるのを防止で
き、基板１１側から効率よく出力できる。
【００１２】また、実施形態１の窒化物半導体発光素子
において、ｎ側の負電極１４をｎ型窒化物半導体層１２
の中央部で接続し、該接続部分の全てを取り囲むよう
に、正電極１９を形成しているので、負電極１４から正
電極１９に向かって放射状に電子を注入することがで
き、周りを取り囲む正電極１９からｎ電極に均一に電流
を流すことができる。これによって、均一の発光が可能
になり、電流集中に起因した発光素子の劣化を防止でき
る。
において、ｎ側の負電極１４をｎ型窒化物半導体層１２
の中央部で接続し、該接続部分の全てを取り囲むよう
に、正電極１９を形成しているので、負電極１４から正
電極１９に向かって放射状に電子を注入することがで
き、周りを取り囲む正電極１９からｎ電極に均一に電流
を流すことができる。これによって、均一の発光が可能
になり、電流集中に起因した発光素子の劣化を防止でき
る。
【００１３】実施形態２．図３は、実施形態２の窒化物
半導体素子の構成を示す模式断面図である。実施形態２
の窒化物半導体素子では、実施形態１の負電極１４を、
外周部において絶縁膜１７ａと絶縁膜１７ｂとの間に延
在させ、ｐ型窒化物半導体層１３及びｎ型窒化物半導体
層１４の各外側面を覆うように形成（図４参照）した以
外は、実施形態１と同様に形成する。尚、図４は、図３
に示す窒化物半導体素子から絶縁膜１７ｂを取り除い
て、ｎ側の負電極１４ａの形状が分かるように示した斜
視図である。ここで、図３，４においては、ｎ側の負電
極は、実施形態１の負電極１４と区別するために１４ａ
の符号を付して示し、実施形態１と同様のものには同様
の符号を付して示している。
半導体素子の構成を示す模式断面図である。実施形態２
の窒化物半導体素子では、実施形態１の負電極１４を、
外周部において絶縁膜１７ａと絶縁膜１７ｂとの間に延
在させ、ｐ型窒化物半導体層１３及びｎ型窒化物半導体
層１４の各外側面を覆うように形成（図４参照）した以
外は、実施形態１と同様に形成する。尚、図４は、図３
に示す窒化物半導体素子から絶縁膜１７ｂを取り除い
て、ｎ側の負電極１４ａの形状が分かるように示した斜
視図である。ここで、図３，４においては、ｎ側の負電
極は、実施形態１の負電極１４と区別するために１４ａ
の符号を付して示し、実施形態１と同様のものには同様
の符号を付して示している。
【００１４】以上のように構成された実施形態２の窒化
物半導体素子は、実施形態１の窒化物半導体素子に比較
してさらに、ｐ型窒化物半導体層１３及びｎ型窒化物半
導体層１２の各外周側面が、絶縁膜１７ａ，１７ｂの間
に延長して形成された負電極１４ａによって覆われてい
る。これによって、実施形態１の窒化物半導体素子と同
様の効果を有するとともに、さらに、ｐ型窒化物半導体
層１３及びｎ型窒化物半導体層１２の各外周側面から光
りが漏れるのを、防止することができる。
物半導体素子は、実施形態１の窒化物半導体素子に比較
してさらに、ｐ型窒化物半導体層１３及びｎ型窒化物半
導体層１２の各外周側面が、絶縁膜１７ａ，１７ｂの間
に延長して形成された負電極１４ａによって覆われてい
る。これによって、実施形態１の窒化物半導体素子と同
様の効果を有するとともに、さらに、ｐ型窒化物半導体
層１３及びｎ型窒化物半導体層１２の各外周側面から光
りが漏れるのを、防止することができる。
【００１５】実施形態３．本発明に係る実施形態３の窒
化物半導体発光素子が、実施形態１の窒化物半導体素子
と異なる点は、図５及び図６に示すように、ｐ型窒化物
半導体層とｎ型窒化物半導体層の各側面を、絶縁膜１７
ｄを介して正電極１９で覆っている点であり、それ以外
は実施形態１と同様に形成される。すなわち、実施形態
３の窒化物半導体素子では、ｐ型窒化物半導体層を中央
部において円形に除去して、開口部３１を形成した後、
ｐ型窒化物半導体層１３上面の外周周辺部からｐ型窒化
物半導体層１３及びｎ型窒化物半導体層１３の各外周側
面に連続した絶縁膜１７ｄを形成し、正電極１９をｐ型
窒化物半導体層１３上面のほぼ全面及び絶縁膜１７ｄ上
に形成する。ここで、正電極１９は、開口部３１の近傍
のｐ型窒化物半導体層１３上面を除いて形成される。
尚、図６は、実施形態３の窒化物半導体発光素子におい
て、取り出し電極１６、絶縁膜１７ｆ，１７ｅを取り除
いて、正電極１９の形状が分かるように示した斜視図で
ある。また、図５及び図６において、実施形態１と同様
のものには同様の符号を付している。
化物半導体発光素子が、実施形態１の窒化物半導体素子
と異なる点は、図５及び図６に示すように、ｐ型窒化物
半導体層とｎ型窒化物半導体層の各側面を、絶縁膜１７
ｄを介して正電極１９で覆っている点であり、それ以外
は実施形態１と同様に形成される。すなわち、実施形態
３の窒化物半導体素子では、ｐ型窒化物半導体層を中央
部において円形に除去して、開口部３１を形成した後、
ｐ型窒化物半導体層１３上面の外周周辺部からｐ型窒化
物半導体層１３及びｎ型窒化物半導体層１３の各外周側
面に連続した絶縁膜１７ｄを形成し、正電極１９をｐ型
窒化物半導体層１３上面のほぼ全面及び絶縁膜１７ｄ上
に形成する。ここで、正電極１９は、開口部３１の近傍
のｐ型窒化物半導体層１３上面を除いて形成される。
尚、図６は、実施形態３の窒化物半導体発光素子におい
て、取り出し電極１６、絶縁膜１７ｆ，１７ｅを取り除
いて、正電極１９の形状が分かるように示した斜視図で
ある。また、図５及び図６において、実施形態１と同様
のものには同様の符号を付している。
【００１６】以上のように構成された実施形態３の窒化
物半導体発光素子においては、ｐ型窒化物半導体層１３
及びｎ型窒化物半導体層１２の各外周側面が、絶縁膜１
７ｄを介して負電極１９で覆われているので、実施形態
２と同様、ｐ型窒化物半導体層１３及びｎ型窒化物半導
体層１２の各外周側面から光りが漏れるのを、防止する
ことができる。また、半導体層との接触面積が大きいｐ
側の正電極１９の表面積を大きくできるので、実施形態
２に比較して放熱特性を良好にできる。
物半導体発光素子においては、ｐ型窒化物半導体層１３
及びｎ型窒化物半導体層１２の各外周側面が、絶縁膜１
７ｄを介して負電極１９で覆われているので、実施形態
２と同様、ｐ型窒化物半導体層１３及びｎ型窒化物半導
体層１２の各外周側面から光りが漏れるのを、防止する
ことができる。また、半導体層との接触面積が大きいｐ
側の正電極１９の表面積を大きくできるので、実施形態
２に比較して放熱特性を良好にできる。
【００１７】以上の実施形態１〜３においては、本発明
を窒化物半導体発光素子に適用した形態について説明し
たが、本発明はこれに限らず、受光素子に適用してもよ
い。受光素子に適用する場合、半導体層構造は、例え
ば、サファイヤ基板上に、例えばＳｉがドープされたＧ
ａＮからなるｎ型窒化物半導体層（例えば、５μｍ）
と、ＭｇがドープされたＧａＮからなるｐ-型窒化物半
導体層（例えば、３００オングストローム）と、ｐ-型
窒化物半導体層より高濃度にＭｇがドープされたＧａＮ
からなるｐ型窒化物半導体層（例えば、１５００オング
ストローム）とが積層された半導体層構造を有し、電極
構造等は、実施形態１〜３と同様に構成される。
を窒化物半導体発光素子に適用した形態について説明し
たが、本発明はこれに限らず、受光素子に適用してもよ
い。受光素子に適用する場合、半導体層構造は、例え
ば、サファイヤ基板上に、例えばＳｉがドープされたＧ
ａＮからなるｎ型窒化物半導体層（例えば、５μｍ）
と、ＭｇがドープされたＧａＮからなるｐ-型窒化物半
導体層（例えば、３００オングストローム）と、ｐ-型
窒化物半導体層より高濃度にＭｇがドープされたＧａＮ
からなるｐ型窒化物半導体層（例えば、１５００オング
ストローム）とが積層された半導体層構造を有し、電極
構造等は、実施形態１〜３と同様に構成される。
【００１８】以上のように構成された本発明に係る窒化
物半導体受光素子は、基板側から入力された光りを半導
体側から漏らすことなく、ｐｎ接合面において光電変換
することができるので、変換効率をよくできる。
物半導体受光素子は、基板側から入力された光りを半導
体側から漏らすことなく、ｐｎ接合面において光電変換
することができるので、変換効率をよくできる。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、上記基
板を介して光りを出力する窒化ガリウム系半導体発光素
子であって、上記ｎ側電極を上記絶縁膜を間に挟んで上
記ｐ側電極の内周周辺部上まで延在させ、実質的に上記
半導体層を電極で覆うようにしているので、半導体側か
ら光が漏れることを防止することができる。これによっ
て、発光効率をよくでき、光りが半導体側から部分的に
もれることを防止できるので、出力される光りの強度を
出力面内で略均一にできる。
板を介して光りを出力する窒化ガリウム系半導体発光素
子であって、上記ｎ側電極を上記絶縁膜を間に挟んで上
記ｐ側電極の内周周辺部上まで延在させ、実質的に上記
半導体層を電極で覆うようにしているので、半導体側か
ら光が漏れることを防止することができる。これによっ
て、発光効率をよくでき、光りが半導体側から部分的に
もれることを防止できるので、出力される光りの強度を
出力面内で略均一にできる。
【００２０】また、本発明の窒化ガリウム系半導体発光
素子ではさらに、上記第１半導体層と上記第２半導体層
の外周側面に、絶縁膜を介して上記ｐ側電極と連続する
電極膜又はｎ側電極と連続する電極膜を形成することに
より、発光効率をさらに向上させることができる。
素子ではさらに、上記第１半導体層と上記第２半導体層
の外周側面に、絶縁膜を介して上記ｐ側電極と連続する
電極膜又はｎ側電極と連続する電極膜を形成することに
より、発光効率をさらに向上させることができる。
【００２１】本発明に係る窒化ガリウム系半導体受光素
子は、上記基板を介して入力される光を電気信号に変換
する窒化ガリウム系半導体受光素子であって、上記開口
部における上記第２の半導体層の側壁と上記ｐ側電極の
内周周辺部とに連続した絶縁膜を形成し、上記ｎ側電極
を上記絶縁膜を間に挟んで上記ｐ側電極の内周周辺部上
まで延在させ、上記ｎ型及びｐ型窒化物半導体層を、上
記ｐ側電極及び上記ｎ側電極のいずれかでおおっている
ので、半導体側から光が漏れることをでき、発光効率を
よくできる。
子は、上記基板を介して入力される光を電気信号に変換
する窒化ガリウム系半導体受光素子であって、上記開口
部における上記第２の半導体層の側壁と上記ｐ側電極の
内周周辺部とに連続した絶縁膜を形成し、上記ｎ側電極
を上記絶縁膜を間に挟んで上記ｐ側電極の内周周辺部上
まで延在させ、上記ｎ型及びｐ型窒化物半導体層を、上
記ｐ側電極及び上記ｎ側電極のいずれかでおおっている
ので、半導体側から光が漏れることをでき、発光効率を
よくできる。
【００２２】また、本発明の窒化ガリウム系半導体発光
素子ではさらに、上記第１半導体層と上記第２半導体層
の外周側面を、絶縁膜を介して上記ｐ側電極と連続する
電極又はｎ側電極と連続する電極膜を形成することによ
り、さらに光電変換効率よくできる。
素子ではさらに、上記第１半導体層と上記第２半導体層
の外周側面を、絶縁膜を介して上記ｐ側電極と連続する
電極又はｎ側電極と連続する電極膜を形成することによ
り、さらに光電変換効率よくできる。
【図１】 本発明に係る実施形態１の窒化物半導体発光
素子の構成を模式的に示す断面図である。
素子の構成を模式的に示す断面図である。
【図２】 図１の窒化物半導体発光素子の電極形状を示
す平面図である。
す平面図である。
【図３】 本発明に係る実施形態２の窒化物半導体発光
素子の構成を模式的に示す断面図である。
素子の構成を模式的に示す断面図である。
【図４】 図３の実施形態２の窒化物半導体発光素子に
おける負電極１４の形状を示すための斜視図である。
おける負電極１４の形状を示すための斜視図である。
【図５】 本発明に係る実施形態３の窒化物半導体発光
素子の構成を模式的に示す断面図である。
素子の構成を模式的に示す断面図である。
【図６】 図５の実施形態３の窒化物半導体発光素子に
おける正電極１９の形状を示す斜視図である。
おける正電極１９の形状を示す斜視図である。
【図７】 従来例の窒化物半導体発光素子の構成を示す
模式断面図である。
模式断面図である。
【図８】 従来例の窒化物半導体発光素子の電極構成を
示す平面図である。
示す平面図である。
１０…発光層、 １１…基板、 １２…ｎ型窒化物半導体層、 １３…ｐ型窒化物半導体層、 １４…負電極、 １６…取り出し電極、 １７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄ，１７ｅ，１７ｆ…絶
縁膜、 １９…正電極。
縁膜、 １９…正電極。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−30153（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−129922（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−121373（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−21846（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 33/00
Claims (4)
- 【請求項１】 基板上に形成されたｎ型窒化ガリウム系
半導体からなる第１半導体層と、該第１半導体層上に発
光層を介して形成されたｐ型窒化ガリウム系半導体から
なる第２半導体層とを備え、上記第２半導体層の中央部
において開口部設けて露出させた第１半導体層の表面に
ｎ側電極を形成しかつ上記第２の半導体層の表面に上記
ｎ側電極を取り囲むようにｐ側電極を形成して、上記基
板を介して光りを出力する窒化ガリウム系半導体発光素
子であって、 上記開口部における上記第２の半導体層の側壁と上記ｐ
側電極の内周周辺部とに連続した絶縁膜を形成し、上記
ｎ側電極が上記絶縁膜を介して上記ｐ側電極の内周周辺
部と重なるように上記ｎ側電極を延在させ、上記ｐ側電
極と上記ｎ側電極との間から光が漏れることを防止した
ことを特徴とする窒化ガリウム系半導体発光素子。 - 【請求項２】 上記第１半導体層と上記第２半導体層の
外周側面に、絶縁膜を介して上記ｐ側電極と連続する電
極膜又はｎ側電極と連続する電極膜を形成することによ
り、上記第１半導体層及び上記第２半導体層の基板と対
向する面を除く表面を、上記ｐ側電極、ｎ側電極又は上
記電極膜いずれかで覆い、該表面から光が漏れることを
防止した請求項１記載の窒化ガリウム系半導体発光素
子。 - 【請求項３】 基板上に形成されたｎ型窒化ガリウム系
半導体からなる第１半導体層と、該第１半導体層上に光
吸収層を介して形成されたｐ型窒化ガリウム系半導体か
らなる第２半導体層とを備え、上記第２半導体層の中央
部において開口部設けて露出させた第１半導体層の表面
にｎ側電極を形成しかつ上記第２の半導体層の表面に上
記ｎ側電極を取り囲むようにｐ側電極を形成して、上記
基板を介して入力される光を電気信号に変換する窒化ガ
リウム系半導体受光素子であって、 上記開口部における上記第２の半導体層の側壁と上記ｐ
側電極の内周周辺部とに連続した絶縁膜を形成し、上記
ｎ側電極を上記絶縁膜を間に挟んで上記ｐ側電極の内周
周辺部上まで延在させ、上記ｐ側電極と上記ｎ側電極と
の間から光が漏れることを防止したことを特徴とする窒
化ガリウム系半導体受光素子。 - 【請求項４】 上記第１半導体層と上記第２半導体層の
外周側面に、絶縁膜を介して上記ｐ側電極と連続する電
極又はｎ側電極と連続する電極膜を形成することによ
り、上記第１半導体層及び上記第２半導体層の基板と対
向する面を除く表面を上記ｐ側電極、ｎ側電極又は上記
電極膜いずれかで覆い、該表面から光が漏れることを防
止した請求項１記載の窒化ガリウム系半導体受光素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33101297A JP3322300B2 (ja) | 1997-11-14 | 1997-11-14 | 窒化ガリウム系半導体発光素子と受光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33101297A JP3322300B2 (ja) | 1997-11-14 | 1997-11-14 | 窒化ガリウム系半導体発光素子と受光素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11150298A JPH11150298A (ja) | 1999-06-02 |
| JP3322300B2 true JP3322300B2 (ja) | 2002-09-09 |
Family
ID=18238846
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33101297A Expired - Lifetime JP3322300B2 (ja) | 1997-11-14 | 1997-11-14 | 窒化ガリウム系半導体発光素子と受光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3322300B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109904293A (zh) * | 2015-10-16 | 2019-06-18 | 首尔伟傲世有限公司 | 发光二极管芯片、发光装置及电子装置 |
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| CA2400121C (en) | 2000-02-16 | 2010-09-21 | Nichia Corporation | Nitride semiconductor laser device |
| JP2002043633A (ja) * | 2000-07-25 | 2002-02-08 | Stanley Electric Co Ltd | 白色発光ダイオ−ド |
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| US6630689B2 (en) | 2001-05-09 | 2003-10-07 | Lumileds Lighting, U.S. Llc | Semiconductor LED flip-chip with high reflectivity dielectric coating on the mesa |
| JP4122784B2 (ja) * | 2001-09-19 | 2008-07-23 | 松下電工株式会社 | 発光装置 |
| JP2003110139A (ja) * | 2001-09-28 | 2003-04-11 | Sanyo Electric Co Ltd | 窒化物系半導体発光素子 |
| US6828596B2 (en) | 2002-06-13 | 2004-12-07 | Lumileds Lighting U.S., Llc | Contacting scheme for large and small area semiconductor light emitting flip chip devices |
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1997
- 1997-11-14 JP JP33101297A patent/JP3322300B2/ja not_active Expired - Lifetime
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