JP3343112B2 - 半導体発光装置 - Google Patents
半導体発光装置Info
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- JP3343112B2 JP3343112B2 JP2001245553A JP2001245553A JP3343112B2 JP 3343112 B2 JP3343112 B2 JP 3343112B2 JP 2001245553 A JP2001245553 A JP 2001245553A JP 2001245553 A JP2001245553 A JP 2001245553A JP 3343112 B2 JP3343112 B2 JP 3343112B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体発光装置に
係わり、特にＩｎＧａＡｌＰ系半導体材料を用いた半導
体発光装置に関する。
係わり、特にＩｎＧａＡｌＰ系半導体材料を用いた半導
体発光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＩｎＧａＡｌＰ系材料は、窒化物を除く
III−Ｖ族化合物半導体混晶中で最大の直接遷移型バン
ドギャップを有し、０．５〜０．６μｍ帯の発光素子材
料として注目されている。特にＧａＡｓを基板とし、こ
れに格子整合するＩｎＧａＡｌＰによる発光部を持つｐ
ｎ接合型発光ダイオード（ＬＥＤ）は、従来のＧａＰや
ＧａＡｓＰ等の間隔遷移型の材料を用いたものに比べ、
赤色から緑色の高輝度の発光が可能である。高輝度のＬ
ＥＤを形成するには、発光効率を高めることはもとよ
り、素子内部での光吸収や、発光部と電極の相対的位置
関係等により、外部への有効な光取出しを実現すること
が重要である。
III−Ｖ族化合物半導体混晶中で最大の直接遷移型バン
ドギャップを有し、０．５〜０．６μｍ帯の発光素子材
料として注目されている。特にＧａＡｓを基板とし、こ
れに格子整合するＩｎＧａＡｌＰによる発光部を持つｐ
ｎ接合型発光ダイオード（ＬＥＤ）は、従来のＧａＰや
ＧａＡｓＰ等の間隔遷移型の材料を用いたものに比べ、
赤色から緑色の高輝度の発光が可能である。高輝度のＬ
ＥＤを形成するには、発光効率を高めることはもとよ
り、素子内部での光吸収や、発光部と電極の相対的位置
関係等により、外部への有効な光取出しを実現すること
が重要である。
【０００３】図５に、ＩｎＧａＡｌＰ発光部を有する従
来のＬＥＤの断面図を示す。ｎ−ＧａＡｓ基板５１の一
主面にｎ−ＩｎＧａＡｌＰクラッド層５２，ＩｎＧａＡ
ｌＰ活性層５３，ｐ−ＩｎＧａＡｌＰクラッド層５４，
ｐ−ＩｎＧａＰ中間バンドギャップ層５５及びｐ−Ｇａ
Ａｓコンタクト層５６が順次積層形成され、このｐ−Ｇ
ａＡｓコンタクト層５６にはｐ側電極５７、またｎ−Ｇ
ａＡｓ基板５１の他方の主面にはｎ側電極５８が形成さ
れて発光素子が構成されている。そして、この素子中に
おける発光部を５９で示し、電流分布を矢印で示してい
る。
来のＬＥＤの断面図を示す。ｎ−ＧａＡｓ基板５１の一
主面にｎ−ＩｎＧａＡｌＰクラッド層５２，ＩｎＧａＡ
ｌＰ活性層５３，ｐ−ＩｎＧａＡｌＰクラッド層５４，
ｐ−ＩｎＧａＰ中間バンドギャップ層５５及びｐ−Ｇａ
Ａｓコンタクト層５６が順次積層形成され、このｐ−Ｇ
ａＡｓコンタクト層５６にはｐ側電極５７、またｎ−Ｇ
ａＡｓ基板５１の他方の主面にはｎ側電極５８が形成さ
れて発光素子が構成されている。そして、この素子中に
おける発光部を５９で示し、電流分布を矢印で示してい
る。
【０００４】各層のＡｌ組成は高い発光効率が得られる
ように設定され、発光部となる活性層５３のバンドギャ
ップは２つのクラッド層５２，５４より小さいダブルヘ
テロ接合が形成されている。なお、以下ではこのような
ダブルヘテロ接合構造をもつＬＥＤについて記すが、以
下で問題とする光取出し効率を考える上では、活性層部
の層構造は本質ではなく、シングルヘテロ接合構造やホ
モ接合構造でも同様に考えることができる。
ように設定され、発光部となる活性層５３のバンドギャ
ップは２つのクラッド層５２，５４より小さいダブルヘ
テロ接合が形成されている。なお、以下ではこのような
ダブルヘテロ接合構造をもつＬＥＤについて記すが、以
下で問題とする光取出し効率を考える上では、活性層部
の層構造は本質ではなく、シングルヘテロ接合構造やホ
モ接合構造でも同様に考えることができる。
【０００５】図５に示したような構造では、ｐ−ＩｎＧ
ａＡｌＰクラッド層５４の抵抗率がｎ−ＩｎＧａＡｌＰ
クラッド層５２に比べて大きいため、クラッド層５４中
での電流広がりは殆どない。従って、発光部５９は中間
バンドギャップ層５５，コンタクト層５６及び電極５７
の直下のみとなり、上面方向への光取出し効率は非常に
低かった。
ａＡｌＰクラッド層５４の抵抗率がｎ−ＩｎＧａＡｌＰ
クラッド層５２に比べて大きいため、クラッド層５４中
での電流広がりは殆どない。従って、発光部５９は中間
バンドギャップ層５５，コンタクト層５６及び電極５７
の直下のみとなり、上面方向への光取出し効率は非常に
低かった。
【０００６】図６は、ＩｎＧａＡｌＰ発光部を持つ他の
ＬＥＤを示す構造断面図であり、図中６１〜６８はｐｎ
の関係が逆となっているだけで図５の５１〜５８に対応
している。中間バンドギャップ層６５は、コンタクト層
６６側でなく基板６１側に配置されている。この図に示
したような構造では、抵抗率の高いｐ−ＩｎＧａＡｌＰ
クラッド層６２を基板６１側に配置することにより、ｎ
−ＩｎＧａＡｌＰクラッド層６４での電流広がり（図中
矢印）は図５に示した例に比べ若干大きくなっている。
しかしながら、発光部６９の大部分はやはりコンタクト
層６６及び電極６７の直下となり、光取出し効率の大き
な改善は認められなかった。
ＬＥＤを示す構造断面図であり、図中６１〜６８はｐｎ
の関係が逆となっているだけで図５の５１〜５８に対応
している。中間バンドギャップ層６５は、コンタクト層
６６側でなく基板６１側に配置されている。この図に示
したような構造では、抵抗率の高いｐ−ＩｎＧａＡｌＰ
クラッド層６２を基板６１側に配置することにより、ｎ
−ＩｎＧａＡｌＰクラッド層６４での電流広がり（図中
矢印）は図５に示した例に比べ若干大きくなっている。
しかしながら、発光部６９の大部分はやはりコンタクト
層６６及び電極６７の直下となり、光取出し効率の大き
な改善は認められなかった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】このように従来、Ｉｎ
ＧａＡｌＰからなる発光部を持つ半導体発光装置におい
ては、発光部における電流分布の状態から大きな光取出
し効率は得られず、高輝度化を実現するのは極めて困難
であった。
ＧａＡｌＰからなる発光部を持つ半導体発光装置におい
ては、発光部における電流分布の状態から大きな光取出
し効率は得られず、高輝度化を実現するのは極めて困難
であった。
【０００８】本発明は、上記事情を考慮してなされたも
ので、その目的とするところは、ＩｎＧａＡｌＰ等から
なる発光部における電流分布を改善することができ、光
取出し効率及び輝度の向上をはかり得る半導体発光装置
を提供することにある。
ので、その目的とするところは、ＩｎＧａＡｌＰ等から
なる発光部における電流分布を改善することができ、光
取出し効率及び輝度の向上をはかり得る半導体発光装置
を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】（構成）上記課題を解決
するために本発明は次のような構成を採用している。
するために本発明は次のような構成を採用している。
【００１０】本発明の骨子は、発光部における電流分布
を改善するために、発光部と光取出し側の電極との間に
電流を拡散させるための層を設けることにある。
を改善するために、発光部と光取出し側の電極との間に
電流を拡散させるための層を設けることにある。
【００１１】即ち本発明は、半導体発光装置において、
化合物半導体基板と、この基板上に形成され発光部とな
るＩｎＧａＡｌＰ層を有し、且つ基板と反対側が第２導
電型層となる発光領域層と、この発光領域層上の中央部
に島状に形成された第１導電型の電流阻止層と、この電
流阻止層上及び該電流阻止層の周囲の発光領域層上に形
成され、前記発光部よりもバンドギャップが大きく前記
発光領域層の第２導電型層よりも抵抗率の小さな第２導
電型のＧａＡｌＡｓ電流拡散層と、この電流拡散層上の
前記電流阻止層と対向する位置に形成された光取出し側
の電極とを具備してなることを特徴とする。
化合物半導体基板と、この基板上に形成され発光部とな
るＩｎＧａＡｌＰ層を有し、且つ基板と反対側が第２導
電型層となる発光領域層と、この発光領域層上の中央部
に島状に形成された第１導電型の電流阻止層と、この電
流阻止層上及び該電流阻止層の周囲の発光領域層上に形
成され、前記発光部よりもバンドギャップが大きく前記
発光領域層の第２導電型層よりも抵抗率の小さな第２導
電型のＧａＡｌＡｓ電流拡散層と、この電流拡散層上の
前記電流阻止層と対向する位置に形成された光取出し側
の電極とを具備してなることを特徴とする。
【００１２】（作用）本発明によれば、発光領域層と光
取出し側電極との間に抵抗率の低い第２導電型の電流拡
散層を設け、この電流拡散層と発光領域層との間に第１
導電型の電流阻止層を選択的に設けているので、電極か
ら電流拡散層に注入された電流は電極直下の電流阻止層
の周辺部まで広範囲に広がり、電極直下以外の領域から
発光領域層に注入されることになる。従って電極真下部
以外の領域に、発光領域を広げることができる。しか
も、電流拡散層は発光部（ＩｎＧａＡｌＰ）における発
光波長に対して透明なので、電流拡散層で光が吸収され
ることはなく、光の導出効率を向上させることも可能と
なる。
取出し側電極との間に抵抗率の低い第２導電型の電流拡
散層を設け、この電流拡散層と発光領域層との間に第１
導電型の電流阻止層を選択的に設けているので、電極か
ら電流拡散層に注入された電流は電極直下の電流阻止層
の周辺部まで広範囲に広がり、電極直下以外の領域から
発光領域層に注入されることになる。従って電極真下部
以外の領域に、発光領域を広げることができる。しか
も、電流拡散層は発光部（ＩｎＧａＡｌＰ）における発
光波長に対して透明なので、電流拡散層で光が吸収され
ることはなく、光の導出効率を向上させることも可能と
なる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の詳細を図示の実施
形態によって説明する。
形態によって説明する。
【００１４】（第１の実施形態）図１は、本発明の第１
の実施形態に係わる半導体発光装置の概略構成を示す断
面図である。図中１１はｎ−ＧａＡｓ基板であり、この
基板１１の一主面上にｎ−Ｉｎ0.5 （Ｇａ1-x Ａｌx ）
0.5 Ｐクラッド層１２，Ｉｎ0.5 （Ｇａ1-y Ａｌ y ）
0.5 Ｐ活性層１３及びｐ−Ｉｎ0.5 （Ｇａ1-x Ａｌx ）
0.5 Ｐクラッド層１４からなるダブルヘテロ構造部（発
光領域層）が成長形成されている。ダブルヘテロ構造部
上には、ｐ−ＩｎＧａＰキャップ層１５及びｎ−Ｉｎ
0.5 （Ｇａ1-qＡｌq ）0.5 Ｐ電流阻止層１６が成長形
成され、電流阻止層１６は選択エッチングによって例え
ば円形に加工されている。
の実施形態に係わる半導体発光装置の概略構成を示す断
面図である。図中１１はｎ−ＧａＡｓ基板であり、この
基板１１の一主面上にｎ−Ｉｎ0.5 （Ｇａ1-x Ａｌx ）
0.5 Ｐクラッド層１２，Ｉｎ0.5 （Ｇａ1-y Ａｌ y ）
0.5 Ｐ活性層１３及びｐ−Ｉｎ0.5 （Ｇａ1-x Ａｌx ）
0.5 Ｐクラッド層１４からなるダブルヘテロ構造部（発
光領域層）が成長形成されている。ダブルヘテロ構造部
上には、ｐ−ＩｎＧａＰキャップ層１５及びｎ−Ｉｎ
0.5 （Ｇａ1-qＡｌq ）0.5 Ｐ電流阻止層１６が成長形
成され、電流阻止層１６は選択エッチングによって例え
ば円形に加工されている。
【００１５】キャップ層１５及び電流阻止層１６上に
は、ｐ−Ｇａ1-p Ａｌp Ａｓ電流拡散層１７及びｐ−Ｇ
ａＡｓコンタクト層１８が成長形成され、このコンタク
ト層１８は電流阻止層１６の形状に合わせて円形に加工
されている。そして、コンタクト層１８上にＡｕ−Ｚｎ
からなるｐ側電極１９が形成され、基板１１の他方の主
面にＡｕ−Ｇｅからなるｎ側電極２０が形成されてい
る。なお、各層の成長にはＭＯＣＶＤ法を用い、１２〜
１６を１回目の成長で形成し、１７，１８を２回目の成
長で形成した。
は、ｐ−Ｇａ1-p Ａｌp Ａｓ電流拡散層１７及びｐ−Ｇ
ａＡｓコンタクト層１８が成長形成され、このコンタク
ト層１８は電流阻止層１６の形状に合わせて円形に加工
されている。そして、コンタクト層１８上にＡｕ−Ｚｎ
からなるｐ側電極１９が形成され、基板１１の他方の主
面にＡｕ−Ｇｅからなるｎ側電極２０が形成されてい
る。なお、各層の成長にはＭＯＣＶＤ法を用い、１２〜
１６を１回目の成長で形成し、１７，１８を２回目の成
長で形成した。
【００１６】ダブルヘテロを構成するＩｎＧａＡｌＰ各
層のＡｌ組成ｘ，ｙ，ｚは高い発光効率が得られるよう
に、ｙ≦ｘ、ｙ≦ｚに設定する。即ち、発光層となる活
性層１３のバンドギャップがｐ，ｎの２つのクラッド層
１２，１４より小さいダブルヘテロ接合が形成されてい
る。また、ｐ−ＧａＡｌＡｓ電流拡散層１７のＡｌ組成
ｐとｎ−ＩｎＧａＡｌＰ電流阻止層１６のＡｌ組成ｑ
は、活性層１３の発光波長に対して透明となるように活
性層１３よりもバンドギャップが大きくなるように選ば
れている。
層のＡｌ組成ｘ，ｙ，ｚは高い発光効率が得られるよう
に、ｙ≦ｘ、ｙ≦ｚに設定する。即ち、発光層となる活
性層１３のバンドギャップがｐ，ｎの２つのクラッド層
１２，１４より小さいダブルヘテロ接合が形成されてい
る。また、ｐ−ＧａＡｌＡｓ電流拡散層１７のＡｌ組成
ｐとｎ−ＩｎＧａＡｌＰ電流阻止層１６のＡｌ組成ｑ
は、活性層１３の発光波長に対して透明となるように活
性層１３よりもバンドギャップが大きくなるように選ば
れている。
【００１７】なお、以下ではこのようなダブルヘテロ接
合構造をもつＬＥＤについて記すが、光の取出し効率を
考える上では活性層部の層構造は本質ではなく、シング
ルヘテロ接合構造やホモ接合構造でも同様に考えること
ができる。
合構造をもつＬＥＤについて記すが、光の取出し効率を
考える上では活性層部の層構造は本質ではなく、シング
ルヘテロ接合構造やホモ接合構造でも同様に考えること
ができる。
【００１８】ｐ側電極１９はレジストなどを用いたリフ
トオフ法又はエッチングにより電流阻止層１６の直上に
形成され、このｐ側電極１９以外の部分のｐ−ＧａＡｓ
コンタクト層１８は、アンモニア，過酸化水素系の選択
エッチャントにより除去されている。ここで、ｐ−Ｉｎ
ＧａＰキャップ層１５はＩｎ0.5 （Ｇａ1-y Ａｌy ）
0.5 Ｐ活性層１３のＡｌ組成ｙを大きくした場合、活性
層１３の発光に対して吸収層となってしまうが、本実施
形態では次のような理由で形成している。即ち、一般に
ＧａＡｌＡｓ上への結晶成長はその成長主面であるＧａ
ＡｌＡｓ表面が酸化しやすく、酸化膜が形成されるた
め、良好な結晶成長を行うことはできないこと、及びｎ
−ＩｎＧａＡｌＰ電流阻止層１６をエッチングするエッ
チャントに対してこれを選択性を持つ材料でなければな
らない。このため、表面が酸化し難くＩｎＧａＡｌＰの
エッチャントに対して選択性を持つＩｎＧａＰを用いて
いる。また、このｐ−ＩｎＧａＰキャップ層１５の厚さ
は、上記のことを満足するのに十分な膜厚であればよ
く、薄くなる程に前記した活性層発光に対する吸収の効
果が小さくなる。ここでは、キャップ層１５の厚さを５
０ｎｍ以下としている。
トオフ法又はエッチングにより電流阻止層１６の直上に
形成され、このｐ側電極１９以外の部分のｐ−ＧａＡｓ
コンタクト層１８は、アンモニア，過酸化水素系の選択
エッチャントにより除去されている。ここで、ｐ−Ｉｎ
ＧａＰキャップ層１５はＩｎ0.5 （Ｇａ1-y Ａｌy ）
0.5 Ｐ活性層１３のＡｌ組成ｙを大きくした場合、活性
層１３の発光に対して吸収層となってしまうが、本実施
形態では次のような理由で形成している。即ち、一般に
ＧａＡｌＡｓ上への結晶成長はその成長主面であるＧａ
ＡｌＡｓ表面が酸化しやすく、酸化膜が形成されるた
め、良好な結晶成長を行うことはできないこと、及びｎ
−ＩｎＧａＡｌＰ電流阻止層１６をエッチングするエッ
チャントに対してこれを選択性を持つ材料でなければな
らない。このため、表面が酸化し難くＩｎＧａＡｌＰの
エッチャントに対して選択性を持つＩｎＧａＰを用いて
いる。また、このｐ−ＩｎＧａＰキャップ層１５の厚さ
は、上記のことを満足するのに十分な膜厚であればよ
く、薄くなる程に前記した活性層発光に対する吸収の効
果が小さくなる。ここでは、キャップ層１５の厚さを５
０ｎｍ以下としている。
【００１９】その他の層の厚さキャリア濃度は以下に括
弧内に示すように設定されている。ｎ−ＧａＡｓ基板１
１（８０μｍ，３×１０18ｃｍ-3）、ｎ−ＩｎＧａＡｌ
Ｐクラッド層１２（１μｍ，５×１０17ｃｍ-3）、Ｉｎ
ＧａＡｌＰ活性層１３（０．５μｍ、アンドープ）、ｐ
−ＩｎＧａＡｌＰクラッド層１４（１μｍ，４×１０ 17
ｃｍ-3）、ｎ−ＩｎＧａＡｌＰ電流阻止層１６（０．１
５μｍ、２×１０18ｃｍ-3）ｐ−ＧａＡｌＡｓ電流拡散
層１７（７μｍ，３×１０18ｃｍ-3）、ｐ−ＧａＡｓコ
ンタクト層１８（０．１μｍ，３×１０18ｃｍ-3）であ
る。
弧内に示すように設定されている。ｎ−ＧａＡｓ基板１
１（８０μｍ，３×１０18ｃｍ-3）、ｎ−ＩｎＧａＡｌ
Ｐクラッド層１２（１μｍ，５×１０17ｃｍ-3）、Ｉｎ
ＧａＡｌＰ活性層１３（０．５μｍ、アンドープ）、ｐ
−ＩｎＧａＡｌＰクラッド層１４（１μｍ，４×１０ 17
ｃｍ-3）、ｎ−ＩｎＧａＡｌＰ電流阻止層１６（０．１
５μｍ、２×１０18ｃｍ-3）ｐ−ＧａＡｌＡｓ電流拡散
層１７（７μｍ，３×１０18ｃｍ-3）、ｐ−ＧａＡｓコ
ンタクト層１８（０．１μｍ，３×１０18ｃｍ-3）であ
る。
【００２０】上記構造が従来の構造と異なる点は、ｐ−
ＩｎＧａＡｌＰクラッド層１４上にｐ−ＧａＡｌＡｓ電
流拡散層１７を形成し、さらにクラッド層１４と電流拡
散層１７との間にｐ側電極直下部に位置するｎ−ＩｎＧ
ａＡｌＰ電流阻止層１６を形成したことであり、この構
造の優位性について以下に説明する。
ＩｎＧａＡｌＰクラッド層１４上にｐ−ＧａＡｌＡｓ電
流拡散層１７を形成し、さらにクラッド層１４と電流拡
散層１７との間にｐ側電極直下部に位置するｎ−ＩｎＧ
ａＡｌＰ電流阻止層１６を形成したことであり、この構
造の優位性について以下に説明する。
【００２１】前記図５に示すような従来構造において
は、ｐ−ＩｎＧａＡｌＰクラッド層３４での電流広がり
は、ｐ−ＩｎＧａＡｌＰの抵抗率が高いため小さい。膜
厚を厚くすることによって電流広がりを大きくすること
が考えられるが、このＩｎＧａＡｌＰ材料系において
は、熱伝導率が悪く厚膜にすることによって結晶品質が
低下し、また上層への悪影響も現われるため好ましくな
い。また、ＩｎＧａＡｌＰ系半導体材料は、結晶品質の
上から成長速度が制限され、厚膜の成長を行う場合には
成長時間の延長を行なわなければならない。このこと
は、クラッド層の不純物として拡散性の高いものを使用
した場合活性層への不純物拡散が起こり、素子特性の低
下を引き起す。このため、ＩｎＧａＡｌＰ層を厚膜に成
長することは難しい。
は、ｐ−ＩｎＧａＡｌＰクラッド層３４での電流広がり
は、ｐ−ＩｎＧａＡｌＰの抵抗率が高いため小さい。膜
厚を厚くすることによって電流広がりを大きくすること
が考えられるが、このＩｎＧａＡｌＰ材料系において
は、熱伝導率が悪く厚膜にすることによって結晶品質が
低下し、また上層への悪影響も現われるため好ましくな
い。また、ＩｎＧａＡｌＰ系半導体材料は、結晶品質の
上から成長速度が制限され、厚膜の成長を行う場合には
成長時間の延長を行なわなければならない。このこと
は、クラッド層の不純物として拡散性の高いものを使用
した場合活性層への不純物拡散が起こり、素子特性の低
下を引き起す。このため、ＩｎＧａＡｌＰ層を厚膜に成
長することは難しい。
【００２２】これに対し本実施形態のように、ＧａＡｓ
と格子整合し、低抵抗率，速い成長速度を得ることが可
能なｐ−ＧａＡｌＡｓ層１７をｐ−ＩｎＧａＡｌＰクラ
ッド層１４上に形成することによって、電極１９から注
入された電流をｐ−ＧａＡｌＡｓ層１７で広げることが
でき、電極直下部以外の広域で発光が可能となる。
と格子整合し、低抵抗率，速い成長速度を得ることが可
能なｐ−ＧａＡｌＡｓ層１７をｐ−ＩｎＧａＡｌＰクラ
ッド層１４上に形成することによって、電極１９から注
入された電流をｐ−ＧａＡｌＡｓ層１７で広げることが
でき、電極直下部以外の広域で発光が可能となる。
【００２３】本実施形態に用いたｐ−Ｉｎ0.5 （Ｇａ
0.3 Ａｌ0.7 ）0.5 Ｐクラッド層１４とｐ−Ｇａ0.3 Ａ
ｌ0.7 Ａｓ電流拡散層１７で上記キャリア濃度における
抵抗率はそれぞれｐクラッド層１４で１Ωｃｍ、電流拡
散層１７で０．０５Ωｃｍとなっている。このように抵
抗率の差が大きいためｐ−ＧａＡｌＡｓ電流拡散層１７
へ注入された電流はｐ−クラッド層１４に達する前に広
域に広げられる。これに加えてｐ−ＧａＡｌＡｓ電流拡
散層１７の下に電流阻止層１６を形成することによっ
て、より広域へ電流を広げ発光領域を広げることができ
る。つまり、電極１９から注入された電流はｐ−ＧａＡ
ｌＡｓ電流拡散層１７で下部に電流阻止層１６のない領
域に流れ込み、電流阻止層１６の周辺部まで拡散してｐ
クラッド層１４に注入されるため、電極直下部以外での
広域での発光が可能となる。このとき、ｐ側電極１９の
外周を電極阻止層１６の外周に一致するか、或いはそれ
より内部に含まれる小さなものに設定することにより発
光部を電極１９で隠す影響を低減することが可能であっ
た。
0.3 Ａｌ0.7 ）0.5 Ｐクラッド層１４とｐ−Ｇａ0.3 Ａ
ｌ0.7 Ａｓ電流拡散層１７で上記キャリア濃度における
抵抗率はそれぞれｐクラッド層１４で１Ωｃｍ、電流拡
散層１７で０．０５Ωｃｍとなっている。このように抵
抗率の差が大きいためｐ−ＧａＡｌＡｓ電流拡散層１７
へ注入された電流はｐ−クラッド層１４に達する前に広
域に広げられる。これに加えてｐ−ＧａＡｌＡｓ電流拡
散層１７の下に電流阻止層１６を形成することによっ
て、より広域へ電流を広げ発光領域を広げることができ
る。つまり、電極１９から注入された電流はｐ−ＧａＡ
ｌＡｓ電流拡散層１７で下部に電流阻止層１６のない領
域に流れ込み、電流阻止層１６の周辺部まで拡散してｐ
クラッド層１４に注入されるため、電極直下部以外での
広域での発光が可能となる。このとき、ｐ側電極１９の
外周を電極阻止層１６の外周に一致するか、或いはそれ
より内部に含まれる小さなものに設定することにより発
光部を電極１９で隠す影響を低減することが可能であっ
た。
【００２４】実際、上述した積層構造でｐ側電極１９の
直径Ａを２００μｍφ、電流阻止層１６の直径Ｂを２４
０μｍφとし、それぞれを同心円状に形成し、Ｉｎ0.5
（Ｇａ1-y Ａｌy ）0.5 Ｐ活性層１３のＡｌ組成ｙに
０．３を用いて素子を構成し、順方向に電圧を印加し電
流を流したところ、ｐ側電極１９部を除いた素子表面広
域から５８５ｎｍにピーク波長を有し、光度が１ｃｄを
越える発光が得られた。ｐ−Ｇａ1-p Ａｌp Ａｓ電流拡
散層１７による光吸収の影響はそのＡｌ組成ｐを高く設
定することにより短波長の発光に対しても低減でき、Ａ
ｌ組成ｐを０．７から０．８とし、Ｉｎ0.5 （Ｇａ1-y
Ａｌy ）0.5 Ｐ活性層１３のＡｌ組成ｙを０．５とした
ピーク波長５５５ｎｍの緑色発光素子においても光度１
ｃｄを越える発光が得られた。
直径Ａを２００μｍφ、電流阻止層１６の直径Ｂを２４
０μｍφとし、それぞれを同心円状に形成し、Ｉｎ0.5
（Ｇａ1-y Ａｌy ）0.5 Ｐ活性層１３のＡｌ組成ｙに
０．３を用いて素子を構成し、順方向に電圧を印加し電
流を流したところ、ｐ側電極１９部を除いた素子表面広
域から５８５ｎｍにピーク波長を有し、光度が１ｃｄを
越える発光が得られた。ｐ−Ｇａ1-p Ａｌp Ａｓ電流拡
散層１７による光吸収の影響はそのＡｌ組成ｐを高く設
定することにより短波長の発光に対しても低減でき、Ａ
ｌ組成ｐを０．７から０．８とし、Ｉｎ0.5 （Ｇａ1-y
Ａｌy ）0.5 Ｐ活性層１３のＡｌ組成ｙを０．５とした
ピーク波長５５５ｎｍの緑色発光素子においても光度１
ｃｄを越える発光が得られた。
【００２５】このように本実施形態によれば、ｐ−Ｉｎ
ＧａＡｌＰクラッド層１４上にｐ−ＧａＡｌＡｓ電流拡
散層１７を設け、さらにクラッド層１４と電流拡散層１
７との間の一部にｎ−ＩｎＧａＡｌＰ電流阻止層１６を
設けた構成としているので、電極１９から電流拡散層１
７に注入された電流は、電流拡散層１７で電流阻止層１
６の外側まで広がったのち、ｐ−クラッド層１４に注入
される。従って、電極１９直下以外の広域に発光領域を
広げることができ、これにより光の導出効率を向上させ
高輝度の半導体発光装置を実現することができる。ま
た、電流阻止層１６及び電流拡散層１７のバンドギャッ
プを活性層１３のそれよりも大きくしておけば、活性層
１３からの光が電流阻止層１６及び電流拡散層１７で吸
収されることも防止でき、光の導出効率をよく高めるこ
とが可能となる。
ＧａＡｌＰクラッド層１４上にｐ−ＧａＡｌＡｓ電流拡
散層１７を設け、さらにクラッド層１４と電流拡散層１
７との間の一部にｎ−ＩｎＧａＡｌＰ電流阻止層１６を
設けた構成としているので、電極１９から電流拡散層１
７に注入された電流は、電流拡散層１７で電流阻止層１
６の外側まで広がったのち、ｐ−クラッド層１４に注入
される。従って、電極１９直下以外の広域に発光領域を
広げることができ、これにより光の導出効率を向上させ
高輝度の半導体発光装置を実現することができる。ま
た、電流阻止層１６及び電流拡散層１７のバンドギャッ
プを活性層１３のそれよりも大きくしておけば、活性層
１３からの光が電流阻止層１６及び電流拡散層１７で吸
収されることも防止でき、光の導出効率をよく高めるこ
とが可能となる。
【００２６】（第２の実施形態）図２は、本発明の第２
の実施形態の概略構成を示す断面図である。なお、図１
と同一部分には同一符号を付して、その詳しい説明は省
略する。
の実施形態の概略構成を示す断面図である。なお、図１
と同一部分には同一符号を付して、その詳しい説明は省
略する。
【００２７】この実施形態が先に説明した第１の実施形
態と異なる点は、ｐ−クラッド層１４とキャップ層１５
との間にｐ−ＧａＡｌＡｓ電流拡散層２７を設けたこと
にある。即ち、電流拡散層１７，２７が２層に形成さ
れ、これらの間に電流阻止層１６が配置された構造とな
っている。ここで、ｐ−クラッド層１４の厚さは０．２
μｍ、ｐ−ＧａＡｌＡｓ電流拡散層２７の厚さは７μ
ｍ、ｐ−ＧａＡｌＡｓ電流拡散層１７の厚さは５μｍと
し、これ以外の条件（各層の厚さ，キャリア濃度等）は
先の第１の実施形態と同様とした。
態と異なる点は、ｐ−クラッド層１４とキャップ層１５
との間にｐ−ＧａＡｌＡｓ電流拡散層２７を設けたこと
にある。即ち、電流拡散層１７，２７が２層に形成さ
れ、これらの間に電流阻止層１６が配置された構造とな
っている。ここで、ｐ−クラッド層１４の厚さは０．２
μｍ、ｐ−ＧａＡｌＡｓ電流拡散層２７の厚さは７μ
ｍ、ｐ−ＧａＡｌＡｓ電流拡散層１７の厚さは５μｍと
し、これ以外の条件（各層の厚さ，キャリア濃度等）は
先の第１の実施形態と同様とした。
【００２８】このような構成であれば、電流拡散層１７
で電極１９の直下の電流阻止層１６の周辺部まで広がっ
た電流が、電流拡散層２７でさらに広がることになり、
先の第１の実施形態以上に発光領域を広げることができ
る。
で電極１９の直下の電流阻止層１６の周辺部まで広がっ
た電流が、電流拡散層２７でさらに広がることになり、
先の第１の実施形態以上に発光領域を広げることができ
る。
【００２９】次に、本発明の第３及び第４の実施形態に
ついて説明する。これらの実施形態は、電流阻止層を含
む部分と含まない部分とのヘテロバリアの差を利用して
電流の拡散を行うものであり、特に第２導電型がｐ型で
あるときに有効に作用する。
ついて説明する。これらの実施形態は、電流阻止層を含
む部分と含まない部分とのヘテロバリアの差を利用して
電流の拡散を行うものであり、特に第２導電型がｐ型で
あるときに有効に作用する。
【００３０】ＧａＡｓ層とＩｎ0.5 （Ｇａ1-x Ａｌx ）
0.5 Ｐ層（ｘ≧０．４）とをヘテロ接合とした場合、価
電子帯側に大きなバンド不連続（ヘテロバリア）が存在
し（Appl. Phys. Lett 50, 906, (1987)）、特にｐ型の
場合にこのヘテロバリアが顕著である。このヘテロバリ
アの大きさは、Ｉｎ0.5 （Ｇａ1-x Ａｌx ）0.5 ＰのＡ
ｌ組成とキャリア濃度に依存しており、Ａｌ組成が大き
いほど、またキャリア密度が低いほどヘテロバリアは大
きくなり、電圧をかけた場合の電圧効果は大きくなる。
例えば、０．４≦ｘ≦０．７では、１×１０17ｃｍ-3以
下、ｘ≧０．７では１×１０18ｃｍ-3以下の範囲で大き
な電圧降下が生じる。このような現象を利用することに
より、電流阻止層の導電型に拘らず、以下の実施形態の
ように電流の拡散を行うことが可能となる。
0.5 Ｐ層（ｘ≧０．４）とをヘテロ接合とした場合、価
電子帯側に大きなバンド不連続（ヘテロバリア）が存在
し（Appl. Phys. Lett 50, 906, (1987)）、特にｐ型の
場合にこのヘテロバリアが顕著である。このヘテロバリ
アの大きさは、Ｉｎ0.5 （Ｇａ1-x Ａｌx ）0.5 ＰのＡ
ｌ組成とキャリア濃度に依存しており、Ａｌ組成が大き
いほど、またキャリア密度が低いほどヘテロバリアは大
きくなり、電圧をかけた場合の電圧効果は大きくなる。
例えば、０．４≦ｘ≦０．７では、１×１０17ｃｍ-3以
下、ｘ≧０．７では１×１０18ｃｍ-3以下の範囲で大き
な電圧降下が生じる。このような現象を利用することに
より、電流阻止層の導電型に拘らず、以下の実施形態の
ように電流の拡散を行うことが可能となる。
【００３１】（第３の実施形態）図３は、本発明の第３
の実施形態の概略構成を示す断面図である。なお、図１
と同一部分には同一符号を付して、その詳しい説明は省
略する。この実施形態が第１の実施形態と異なる点は、
ｐ−キャップ層１５及びｎ−電流阻止層１６の代わり
に、ｐ−ＧａＡｓ電流阻止層３１及びｐ−ＩｎＧａＡｌ
Ｐ再成長用保護層３２を形成したことにある。
の実施形態の概略構成を示す断面図である。なお、図１
と同一部分には同一符号を付して、その詳しい説明は省
略する。この実施形態が第１の実施形態と異なる点は、
ｐ−キャップ層１５及びｎ−電流阻止層１６の代わり
に、ｐ−ＧａＡｓ電流阻止層３１及びｐ−ＩｎＧａＡｌ
Ｐ再成長用保護層３２を形成したことにある。
【００３２】即ち、ｎ−ＧａＡｓ基板１１の一主面上に
Ｐクラッド層１２，活性層１３及びクラッド層１４から
なるダブルヘテロ構造部（発光領域層）が成長形成され
ている。ダブルヘテロ構造部上には、ｐ−ＧａＡｓ電流
阻止層３１が成長形成され、電流阻止層３１は選択エッ
チングによって例えば円形に加工されている。このｐ−
ＧａＡｓ電流阻止層３１の上部には、ｐ−ＩｎＧａＡｌ
Ｐ再成長用保護層３２が形成されている。ｐ−ＩｎＧａ
ＡｌＰクラッド層１４及びｐ−ＩｎＧａＡｌＰ再成長用
保護膜３２上には、ｐ−ＧａＡｌＡｓ電流拡散層１７及
びｐ−ＧａＡｓコンタクト層１８が成長形成され、この
コンタクト層１８は電流阻止層３１及び再成長保護層３
２の形状に合わせて円形に加工されている。そして、コ
ンタクト層１８上にＡｕ−Ｚｎからなるｐ側電極１９が
形成され、基板１１の他方の主面にＡｕ−Ｇｅからなる
ｎ側電極２０が形成されている。
Ｐクラッド層１２，活性層１３及びクラッド層１４から
なるダブルヘテロ構造部（発光領域層）が成長形成され
ている。ダブルヘテロ構造部上には、ｐ−ＧａＡｓ電流
阻止層３１が成長形成され、電流阻止層３１は選択エッ
チングによって例えば円形に加工されている。このｐ−
ＧａＡｓ電流阻止層３１の上部には、ｐ−ＩｎＧａＡｌ
Ｐ再成長用保護層３２が形成されている。ｐ−ＩｎＧａ
ＡｌＰクラッド層１４及びｐ−ＩｎＧａＡｌＰ再成長用
保護膜３２上には、ｐ−ＧａＡｌＡｓ電流拡散層１７及
びｐ−ＧａＡｓコンタクト層１８が成長形成され、この
コンタクト層１８は電流阻止層３１及び再成長保護層３
２の形状に合わせて円形に加工されている。そして、コ
ンタクト層１８上にＡｕ−Ｚｎからなるｐ側電極１９が
形成され、基板１１の他方の主面にＡｕ−Ｇｅからなる
ｎ側電極２０が形成されている。
【００３３】ここで、ｐ−ＧａＡｓ電流阻止層３１は、
ＩｎＧａＡｌＰ活性層１３の発光に対して吸収層となっ
てしまうが、この電流阻止層３１を形成することによっ
て前述したように光の導出効率が従来と比べて遥かに高
くなるため、この構造を採用する優位性は高い。また、
この電流阻止層３１の厚さは、前述したように電流を阻
止するためのヘテロバリアを形成し、十分な電圧降下を
示す程度であればよく、薄くなるほどに前記した活性層
発光に対する部分の吸収の効率が小さくなる。ここで
は、電流阻止層３１の厚さを５ｎｍとしている。
ＩｎＧａＡｌＰ活性層１３の発光に対して吸収層となっ
てしまうが、この電流阻止層３１を形成することによっ
て前述したように光の導出効率が従来と比べて遥かに高
くなるため、この構造を採用する優位性は高い。また、
この電流阻止層３１の厚さは、前述したように電流を阻
止するためのヘテロバリアを形成し、十分な電圧降下を
示す程度であればよく、薄くなるほどに前記した活性層
発光に対する部分の吸収の効率が小さくなる。ここで
は、電流阻止層３１の厚さを５ｎｍとしている。
【００３４】また、ｐ−ＩｎＧａＡｌＰ再成長法保護層
３２の厚さは５０ｎｍ，不純物濃度は４×１０17ｃｍ-3
であり、その他の層の厚さキャリア濃度は、第１の実施
形態と同様に設定されている。
３２の厚さは５０ｎｍ，不純物濃度は４×１０17ｃｍ-3
であり、その他の層の厚さキャリア濃度は、第１の実施
形態と同様に設定されている。
【００３５】上記構造が従来の構造と異なる点は、ｐ−
ＩｎＧａＡｌＰクラッド層１４上にｐ−ＧａＡｌＡｓ電
流拡散層１７を形成し、さらにクラッド層１４と電流拡
散層１７との間にｐ側電極直下部に位置するｐ−ＧａＡ
ｓ電流阻止層３１及びｐ−ＩｎＧａＡｌＰ再成長用保護
層３２を形成したことであり、この構造の優位性は第１
の実施形態と同様に説明される。
ＩｎＧａＡｌＰクラッド層１４上にｐ−ＧａＡｌＡｓ電
流拡散層１７を形成し、さらにクラッド層１４と電流拡
散層１７との間にｐ側電極直下部に位置するｐ−ＧａＡ
ｓ電流阻止層３１及びｐ−ＩｎＧａＡｌＰ再成長用保護
層３２を形成したことであり、この構造の優位性は第１
の実施形態と同様に説明される。
【００３６】なお、ｐ−ＧａＡｓ電流阻止層３１が第１
の実施形態とｎ−ＩｎＧａＡｌＰ電流阻止層１６と同様
に作用する理由は次の通りである。即ち、ＩｎＧａＡｌ
ＰとＧａＡｌＡｓとのヘテロバリアよりも、ＧａＡｓと
ＩｎＧａＡｌＰとのヘテロバリアの方が大きく、従って
電流阻止層３１近傍では、電流阻止層３１を除く領域で
ｐ−ＧａＡｌＡｓ電流拡散層１７とｐ−ＩｎＧａＡｌＰ
クラッド層１４とのヘテロ接合を介して電流が流れる。
これにより、電流阻止層３１はｐ型でありながらｎ型と
した場合と同様に電流阻止の機能を有することになる。
の実施形態とｎ−ＩｎＧａＡｌＰ電流阻止層１６と同様
に作用する理由は次の通りである。即ち、ＩｎＧａＡｌ
ＰとＧａＡｌＡｓとのヘテロバリアよりも、ＧａＡｓと
ＩｎＧａＡｌＰとのヘテロバリアの方が大きく、従って
電流阻止層３１近傍では、電流阻止層３１を除く領域で
ｐ−ＧａＡｌＡｓ電流拡散層１７とｐ−ＩｎＧａＡｌＰ
クラッド層１４とのヘテロ接合を介して電流が流れる。
これにより、電流阻止層３１はｐ型でありながらｎ型と
した場合と同様に電流阻止の機能を有することになる。
【００３７】また、再成長用保護層３２の必要性は、以
下の通りである。ｐ−ＧａＡｌＡｓ電流拡散層１７及び
ｐ−ＧａＡｓコンタクト層１８は、第２回目の成長で形
成する。一般に、ＭＯＣＶＤ法によるIII-Ｖ族化合物半
導体の結晶成長においては、成長温度が高い温度となる
ため、蒸気圧の高いＶ族原子は結晶基板からの蒸発が起
こる。これを抑制するために、一般にはＶ族原子の水素
化合物等を雰囲気に置き昇温を行っている。
下の通りである。ｐ−ＧａＡｌＡｓ電流拡散層１７及び
ｐ−ＧａＡｓコンタクト層１８は、第２回目の成長で形
成する。一般に、ＭＯＣＶＤ法によるIII-Ｖ族化合物半
導体の結晶成長においては、成長温度が高い温度となる
ため、蒸気圧の高いＶ族原子は結晶基板からの蒸発が起
こる。これを抑制するために、一般にはＶ族原子の水素
化合物等を雰囲気に置き昇温を行っている。
【００３８】本実施形態の場合においても２回目の成長
時に結晶成長を行う主面からＶ族原子の蒸発が起こる。
これを抑制するためには、前記したような方法を用いれ
ばよいわけであるが、成長主面に複数のＶ族原子を有す
る面が存在すると、蒸発を抑えることは困難となる。故
に、本実施形態においては、再成長用主面のＶ族原子を
揃えるために、ｐ−ＩｎＧａＡｌＰ再成長用保護層３２
形成している。また、その下層となるｐ−ＧａＡｓ電流
阻止層３１との間には、大きなヘテロバリアが存在する
ため、このことも大きな有意点となる。
時に結晶成長を行う主面からＶ族原子の蒸発が起こる。
これを抑制するためには、前記したような方法を用いれ
ばよいわけであるが、成長主面に複数のＶ族原子を有す
る面が存在すると、蒸発を抑えることは困難となる。故
に、本実施形態においては、再成長用主面のＶ族原子を
揃えるために、ｐ−ＩｎＧａＡｌＰ再成長用保護層３２
形成している。また、その下層となるｐ−ＧａＡｓ電流
阻止層３１との間には、大きなヘテロバリアが存在する
ため、このことも大きな有意点となる。
【００３９】このように本実施形態によれば、ｐ−Ｉｎ
ＧａＡｌＰクラッド層１４上にｐ−ＧａＡｌＡｓ電流拡
散層１７を設け、さらにクラッド層１４と電流拡散層１
７との間の一部にｐ−ＧａＡｓ電流阻止層３１及びｐ−
ＩｎＧａＡｌＰ再成長用保護層３２を設けた設けた構成
としているので、電極１９から電流拡散層１７に注入さ
れた電流は、電流拡散層１７で電流阻止層３１及び再成
長用保護層３２の外側まで広がったのち、ｐ−クラッド
層１４に注入される。従って、電極１９直下以外の広域
に発光領域を広げることができ、これにより光の導出効
率を向上させ高輝度の半導体発光装置を実現することが
できる。
ＧａＡｌＰクラッド層１４上にｐ−ＧａＡｌＡｓ電流拡
散層１７を設け、さらにクラッド層１４と電流拡散層１
７との間の一部にｐ−ＧａＡｓ電流阻止層３１及びｐ−
ＩｎＧａＡｌＰ再成長用保護層３２を設けた設けた構成
としているので、電極１９から電流拡散層１７に注入さ
れた電流は、電流拡散層１７で電流阻止層３１及び再成
長用保護層３２の外側まで広がったのち、ｐ−クラッド
層１４に注入される。従って、電極１９直下以外の広域
に発光領域を広げることができ、これにより光の導出効
率を向上させ高輝度の半導体発光装置を実現することが
できる。
【００４０】（第４の実施形態）図４は、本発明の第４
の実施形態の概略構成を示す断面図である。なお、図３
と同一部分には同一符号を付して、その詳しい説明は省
略する。
の実施形態の概略構成を示す断面図である。なお、図３
と同一部分には同一符号を付して、その詳しい説明は省
略する。
【００４１】この実施形態が第３の実施形態と異なる点
は、１回目の成長によってｐ−ＧａＡｌＡｓ電流拡散層
２７を形成し、２回目の成長によってｐ−ＧａＡｌＡｓ
層と電流拡散層１７を形成したことにある。即ち、電流
拡散層１７，２７が２層に形成され、これらの間に電流
阻止層３１及び再成長用保護層３２とｐ−Ｉｎ0.5 （Ｇ
ａ1-q Ａｌq ）0.5 Ｐキャップ層４５が配置された構造
となっている。ここで、キャップ層４５の必要性は、前
記した２回成長によることと、また次の理由によるもの
である。
は、１回目の成長によってｐ−ＧａＡｌＡｓ電流拡散層
２７を形成し、２回目の成長によってｐ−ＧａＡｌＡｓ
層と電流拡散層１７を形成したことにある。即ち、電流
拡散層１７，２７が２層に形成され、これらの間に電流
阻止層３１及び再成長用保護層３２とｐ−Ｉｎ0.5 （Ｇ
ａ1-q Ａｌq ）0.5 Ｐキャップ層４５が配置された構造
となっている。ここで、キャップ層４５の必要性は、前
記した２回成長によることと、また次の理由によるもの
である。
【００４２】即ち、一般にＧａＡｌＡｓ上への結晶成長
は、その成長主面であるＧａＡｌＡｓ表面が酸化し易
く、酸化膜が形成されているため、良好な結晶成長を行
うことが難しい。このため、比較的表面が酸化し難いｐ
−ＩｎＧａＡｌＰキャップ層４５を形成している。ま
た、このキャップ層４５のＡｌ組成ｑを活性層１３のＡ
ｌ組成ｙよりも大きくすることによって、活性層１３の
発光に対して透明にすることができる。また、キャップ
層４５は上記のことを満足するのに十分な膜厚であれば
よく、本実施形態では５０ｎｍ以下としている。他の層
構造については、ｐ−クラッド層１４の厚さは０．３μ
ｍ、ｐ−ＧａＡｌＡｓ電流拡散層２７の厚さは７μｍ、
ｐ−ＧａＡｌＡｓ電流拡散層１７の厚さは５μｍとし、
これ以外の条件（各層の厚さ，キャリア濃度等）は先の
第１の実施形態と同様とした。
は、その成長主面であるＧａＡｌＡｓ表面が酸化し易
く、酸化膜が形成されているため、良好な結晶成長を行
うことが難しい。このため、比較的表面が酸化し難いｐ
−ＩｎＧａＡｌＰキャップ層４５を形成している。ま
た、このキャップ層４５のＡｌ組成ｑを活性層１３のＡ
ｌ組成ｙよりも大きくすることによって、活性層１３の
発光に対して透明にすることができる。また、キャップ
層４５は上記のことを満足するのに十分な膜厚であれば
よく、本実施形態では５０ｎｍ以下としている。他の層
構造については、ｐ−クラッド層１４の厚さは０．３μ
ｍ、ｐ−ＧａＡｌＡｓ電流拡散層２７の厚さは７μｍ、
ｐ−ＧａＡｌＡｓ電流拡散層１７の厚さは５μｍとし、
これ以外の条件（各層の厚さ，キャリア濃度等）は先の
第１の実施形態と同様とした。
【００４３】このような構成であれば、電流拡散層１７
で電極１９の直下のｐ−ＧａＡｓ電流阻止層３１及びｐ
−ＩｎＧａＡｌＰ再成長用保護層３２の周辺部まで広が
った電流が、電流拡散層２７でさらに広がることにな
り、先の第３の実施形態以上に発光領域を広げることが
できる。
で電極１９の直下のｐ−ＧａＡｓ電流阻止層３１及びｐ
−ＩｎＧａＡｌＰ再成長用保護層３２の周辺部まで広が
った電流が、電流拡散層２７でさらに広がることにな
り、先の第３の実施形態以上に発光領域を広げることが
できる。
【００４４】なお、本発明は、上述した各実施形態に限
定されるものではない。実施形態では活性層のＡｌ組成
としては、０．３又は０．５を用いたがＡｌ組成を変化
させることによって赤色から緑色域にわたる可視光領域
の発光を得ることができる。また、ｐ極電極及び電流阻
止層を円形として示したが、これはｐ側電極の外周が電
流阻止層の外周に一致するか或いはそれより、内部に含
まれる形状であれば、上記実施形態と同等の効果がある
のはいうまでもない。
定されるものではない。実施形態では活性層のＡｌ組成
としては、０．３又は０．５を用いたがＡｌ組成を変化
させることによって赤色から緑色域にわたる可視光領域
の発光を得ることができる。また、ｐ極電極及び電流阻
止層を円形として示したが、これはｐ側電極の外周が電
流阻止層の外周に一致するか或いはそれより、内部に含
まれる形状であれば、上記実施形態と同等の効果がある
のはいうまでもない。
【００４５】また本実施形態では、２回目の結晶成長に
おいて形成する電流拡散層にｐ−ＧａＡｌＡｓ層を採用
したが、この代りには活性層の発光に対して透明となる
ようなバンドギャップを有するもので、且つ望ましくは
抵抗が小さい材料であれはよく、例えばｐ−ＩｎＧａＡ
ｌＰとしてもよい。この場合、活性層の発光に対して透
明となるように、電流拡散層のＡｌ組成を、活性層のＡ
ｌ組成よりも大きくすることが必要である。また、実施
形態では基板をｎ型としたが基板をｐ型とし各層の導電
型を逆にしてもよい。さらに、電流阻止層として、高抵
抗の化合物半導体層や絶縁層を用いることも可能であ
る。
おいて形成する電流拡散層にｐ−ＧａＡｌＡｓ層を採用
したが、この代りには活性層の発光に対して透明となる
ようなバンドギャップを有するもので、且つ望ましくは
抵抗が小さい材料であれはよく、例えばｐ−ＩｎＧａＡ
ｌＰとしてもよい。この場合、活性層の発光に対して透
明となるように、電流拡散層のＡｌ組成を、活性層のＡ
ｌ組成よりも大きくすることが必要である。また、実施
形態では基板をｎ型としたが基板をｐ型とし各層の導電
型を逆にしてもよい。さらに、電流阻止層として、高抵
抗の化合物半導体層や絶縁層を用いることも可能であ
る。
【００４６】その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲
で、種々変形して実施することができる。
で、種々変形して実施することができる。
【００４７】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、Ｉ
ｎＧａＡｌＰ等の発光部を有する発光領域層と光取出し
側電極との間に電流拡散層及び電流阻止層を設けている
ので、発光領域層に注入される電流を電流阻止層の外側
まで広げることができ、光取出し効率及び輝度の向上を
はかり得る半導体発光装置を実現することができる。
ｎＧａＡｌＰ等の発光部を有する発光領域層と光取出し
側電極との間に電流拡散層及び電流阻止層を設けている
ので、発光領域層に注入される電流を電流阻止層の外側
まで広げることができ、光取出し効率及び輝度の向上を
はかり得る半導体発光装置を実現することができる。
【図１】第１の実施形態に係わる半導体発光装置の概略
構造を示す断面図。
構造を示す断面図。
【図２】第２の実施形態の概略構造を示す断面図。
【図３】第３の実施形態の概略構造を示す断面図。
【図４】第４の実施形態の概略構造を示す断面図。
【図５】従来の半導体発光装置の概略構造を示す断面
図。
図。
【図６】従来の半導体発光装置の概略構造を示す断面
図。
図。
１１…ｎ−ＧａＡｓ基板 １２…ｎ−ＩｎＧａＡｌＰクラッド層 １３…ＩｎＧａＡｌＰ活性層 １４…ｐ−ＩｎＧａＡｌＰクラッド層 １５…ｐ−ＩｎＧａＰキャップ層 １６…ｎ−ＩｎＧａＡｌＰ電流阻止層 １７，２７…ｐ−ＧａＡｌＡｓ電流拡散層 １８…ｐ−ＧａＡｓコンタクト層 １９…ｐ側電極 ２０…ｎ側電極 ３１…ｐ−ＧａＡｓ電流阻止層 ３２…ｐ−ＩｎＧａＡｌＰ再成長用保護層 ４５…ｐ−ＩｎＧａＡｌＰキャップ層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−295469（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−78280（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−5077（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−104680（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−280694（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 33/00 H01L 21/205
Claims (3)
- 【請求項１】第１導電型の化合物半導体基板と、この基
板上に形成され、発光部となるＩｎＧａＡｌＰ活性層を
第１導電型及び第２導電型のＩｎＧａＡｌＰクラッド層
で挟み、基板と反対側が第２導電型クラッド層となる発
光領域層と、前記第２導電型クラッド層上に形成された
第２導電型のＩｎＧａＰキャップ層と、このキャップ層
上の中央部に島状に形成された第１導電型の電流阻止層
と、この電流阻止層上及び該電流阻止層の周囲の発光領
域層上に形成され、前記発光部よりもバンドギャップが
大きく前記第２導電型クラッド層よりも抵抗率の小さな
第２導電型のＧａＡｌＡｓ電流拡散層と、この電流拡散
層上の前記電流阻止層と対向する位置に形成された光取
出し側の電極とを具備してなることを特徴とする半導体
発光装置。 - 【請求項２】前記電流阻止層のバンドギャップは、発光
部ＩｎＧａＡｌＰよりも大きいことを特徴とする請求項
１記載の半導体発光装置。 - 【請求項３】前記光取出し側の電極は、前記電流阻止層
よりも小径に形成されていることを特徴とする請求項１
記載の半導体発光装置。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2001245553A JP3343112B2 (ja) | 1990-08-20 | 2001-08-13 | 半導体発光装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21860790 | 1990-08-20 | ||
| JP2-218607 | 1990-08-20 | ||
| JP2001245553A JP3343112B2 (ja) | 1990-08-20 | 2001-08-13 | 半導体発光装置 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9915991A Division JP3251603B2 (ja) | 1990-08-20 | 1991-04-30 | 半導体発光装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002064219A JP2002064219A (ja) | 2002-02-28 |
| JP3343112B2 true JP3343112B2 (ja) | 2002-11-11 |
Family
ID=26522655
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001245553A Expired - Lifetime JP3343112B2 (ja) | 1990-08-20 | 2001-08-13 | 半導体発光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3343112B2 (ja) |
-
2001
- 2001-08-13 JP JP2001245553A patent/JP3343112B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| JP2002064219A (ja) | 2002-02-28 |
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