JP3723314B2

JP3723314B2 - Semiconductor light emitting device

Info

Publication number: JP3723314B2
Application number: JP5921897A
Authority: JP
Inventors: 幸男尺田; 俊次中田; 幸生松本
Original assignee: Rohm Co Ltd
Current assignee: Rohm Co Ltd
Priority date: 1997-03-13
Filing date: 1997-03-13
Publication date: 2005-12-07
Anticipated expiration: 2017-03-13
Also published as: JPH10256599A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＡｌＧａＩｎＰ系の化合物半導体材料を用いる可視光の発光素子に関する。さらに詳しくは、半導体結晶層の成長時間を短くしながら電流を発光素子チップの全面に拡散して発光効率を向上させ得る半導体発光素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の可視光の半導体発光素子は、たとえば発光層形成部にＡｌＧａＩｎＰ系の化合物半導体材料を用い、図２に示されるような構造になっている。すなわち、図２において、ｎ形のＧａＡｓからなる半導体基板２１上に、たとえばｎ形のＡｌＧａＩｎＰ系の半導体材料からなるｎ形クラッド層２２、クラッド層よりバンドギャップエネルギーが小さくなる組成のノンドープのＡｌＧａＩｎＰ系の半導体材料からなる活性層２３、ｐ形のＡｌＧａＩｎＰ系の半導体材料からなるｐ形クラッド層２４がそれぞれエピタキシャル成長され、ダブルヘテロ接合構造の発光層形成部２９が形成されている。さらにその表面にＧａＰからなるｐ形のウィンドウ層（電流拡散層）２５が順次エピタキシャル成長され、その表面にｐ側電極２７、半導体基板２１の裏面側にｎ側電極２８がそれぞれＡｕ-Ｚｎ-Ｎｉ合金やＡｕ-Ｇｅ-Ｎｉ合金などにより形成されることにより構成されている。この構造の発光素子では、積層された半導体層の表面側、すなわちｐ側電極２７側からの光が利用され、光を遮断するｐ側電極２７はできるだけ小さい面積で形成される。一方、両クラッド層２２、２４により挟まれた活性層２３にキャリアを閉じ込めることにより発光させるため、電流は発光層の全体に分散して流れることが望ましい。そのため、電流がチップの全体に広がるように、ウインドウ層２５が設けられている。このウインドウ層２５は、電流を拡散すると共に、活性層２３で発光する光を吸収しないことが望ましく、バンドギャップエネルギーの大きい材料であるＧａＰが用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の図２に示される構造の半導体発光素子では、ウインドウ層により電流拡散させるため、ウインドウ層はキャリア濃度が高く、できるだけ厚く形成される必要がある。しかし、キャリア濃度は不純物のドーピングの限界があり、金属のようにキャリア濃度を上げることはできない。そのため、上部の小さい電極からクラッド層に至るまでに発光素子チップの全面に広げるためには、ウインドウ層をできるだけ厚くする必要があり、従来は１０〜６０μｍ程度の厚さに形成されている。
【０００４】
前述のように、ウインドウ層でできるだけ電流を拡散するために、従来はウインドウ層が厚く形成されているが、半導体層をエピタキシャル成長により数十μｍ程度と厚く成長するには、１２〜２０時間程度の非常に長時間を要する。しかも、膜厚を厚くしても電流を充分に拡散させることができず、電流分布が不均一になって発光ムラが発生し、発光効率が低下する。さらに、ウインドウ層の膜厚が厚くなるとその直列抵抗は増大して動作電圧が高くなるという問題がある。
【０００５】
本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、ＡｌＧａＩｎＰ系化合物半導体により発光層が形成され、ウインドウ層としてＧａＰが用いられる半導体発光素子において、ウインドウ層の膜厚を薄くして半導体層の成長時間を短くすることができると共に、電流を充分に拡散させて発光効率を向上させることができる半導体発光素子を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明による半導体発光素子は、基板と、該基板上にＡｌＧａＩｎＰ系化合物半導体からなりｎ形層およびｐ形層が積層され発光層を形成する発光層形成部と、該発光層形成部の表面側に設けられるＧａＰからなるウインドウ層と、該ウインドウ層に電気的に接続して設けられる電極とを備える半導体発光素子であって、前記ウインドウ層が０ . ３〜５μｍの厚さに形成され、前記電極と前記ウインドウ層との間に該ウインドウ層の全面に亘って金属薄膜からなる電流拡散層が１〜１００ｎｍの厚さに設けられ、該電流拡散層がＺｎ、Ｂｅ、Ｓｉ、Ｓｎ、Ａｕ-Ｚｎ合金、Ａｕ-Ｂｅ合金、およびＡｕ-Ｓｎ合金からなる群より選ばれた少なくとも１種の金属により形成されている。
【０００７】
ここにＡｌＧａＩｎＰ系化合物半導体とは、（Ａｌ_xＧａ_1-x）_0.51Ｉｎ_0.49Ｐの形で表され、ｘの値が０と１との間で種々の値のときの材料を意味する。なお、（Ａｌ_xＧａ_1-x）とＩｎの混晶比率の０.５１および０.４９はＡｌＧａＩｎＰ系化合物半導体が積層されるＧａＡｓなどの半導体基板と格子整合される比率であることを意味する。
【０００８】
前記電流拡散層として、たとえば１または２以上の金属層からなり、全体の厚さが１００ｎｍ以下に形成されることにより、電流を充分に拡散させることができると共に、発光層で発光する光を吸収することもなく、発光効率を向上させることができる。
【０００９】
前記発光層形成部が、たとえばＡｌＧａＩｎＰ系化合物半導体からなる第１導電形クラッド層と、該クラッド層よりバンドギャップエネルギーが小さい組成のＡｌＧａＩｎＰ系化合物半導体からなる活性層と、前記第１導電形クラッド層と同じ組成の第２導電形クラッド層とから形成されることにより、発光効率の高い発光素子が得られる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
つぎに、図面を参照しながら本発明の半導体発光素子について説明をする。
【００１１】
本発明の半導体発光素子は、図１にその一例の断面構造が示されるように、ｎ形のＧａＡｓ基板１上にＡｌＧａＩｎＰ系化合物半導体からなり発光層を形成する発光層形成部１１が堆積され、その表面にＧａＰからなるｐ形のウインドウ層６が０.３〜５μｍ程度設けられ、その表面にＡｕまたはＡｕ-Ｎｉ合金などからなる電流拡散層７がウインドウ層６の全面に１〜１００ｎｍ程度の厚さに設けられ、その電流拡散層７を介してｐ側電極８が形成されていることに特徴がある。なお、ＧａＡｓ基板１の裏面にはｎ側電極９が設けられている。すなわち、本発明ではＧａＰからなるｐ形のウインドウ層６が薄く形成されると共に、その表面に金属層の薄膜からなる電流拡散層７が非常に薄く設けられている。
【００１２】
電流拡散層７は、前述のＡｕまたはＡｕ-Ｎｉ合金の代りに、Ｎｉ、Ｇｅ、Ｚｎ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｂｅ、Ｓｉ、Ｓｂ、Ｓｎまたは、Ａｕ-Ｚｎ、Ａｕ-Ｓｂ、Ａｕ-Ｂｅ、Ａｕ-Ｓｎ、Ａｕ-Ｇｅなどの合金でもよい。これらの金属はＧａＰ層とオーミックコンタクトを取りやすく、光を透過しやすい材料だからである。また、これらの金属の２層以上の複層で形成されてもよい。そして、その厚さは１〜１００ｎｍ程度、さらに好ましくは、２〜１０ｎｍ程度に設けられる。この金属層は、真空蒸着などにより成膜することにより、０.１〜５分程度の短時間で設けられ、その後１００〜７００℃程度で０.１〜１０分程度のシンター処理をすることにより、金属層または合金層を形成することができる。金属層を合金で形成する場合にはその２種類以上の金属を連続して蒸着して熱処理をすることにより得られ、金属層の複層で形成する場合には、その２種類以上の金属を連続して真空蒸着などにより付着することにより得られる。
【００１３】
ウインドウ層６は、電流拡散層７とのオーミックコンタクトを得るために高いキャリア濃度で光をできるだけ吸収しない層として設けられている。電流の拡散機能は、前述の電流拡散層７により行われるため、ウインドウ層６は従来の１０〜６０μｍ程度と厚くする必要がなく、１μｍ程度設けられればよい。そのため、ウインドウ層６を成長する時間は、従来の１２〜２０時間から２〜３時間に短縮することができる。一方、電流拡散層７は、真空蒸着装置で沢山のウェハを一度にバッチ処理で行うことができるため、１個のチップ当たりの製造時間は一層短くなる。
【００１４】
発光層形成部１１は、ＡｌＧａＩｎＰ系化合物半導体からなり、キャリア濃度が１×１０¹⁷〜１×１０¹⁹ｃｍ^-3程度で、厚さが０.１〜２μｍ程度のｎ形クラッド層３と、ノンドープでクラッド層よりバンドギャップエネルギーが小さくなる組成のＡｌＧａＩｎＰ系化合物半導体からなり、０.１〜２μｍ程度の厚さの活性層４と、Ｚｎがドープされてキャリア濃度が１×１０¹⁶〜１×１０¹⁹ｃｍ^-3程度、厚さが０.１〜２μｍ程度で、ｎ形クラッド層３と同じ組成のＡｌＧａＩｎＰ系化合物半導体からなるｐ形クラッド層５との積層構造からなっている。なお、ＧａＡｓ基板１上に図示しないバッファ層を介してこれらの発光層形成部１１が積層される場合もある。その場合、バッファ層は、ｎ形のＧａＡｓからなり、厚さが０.１〜２μｍ程度でキャリア濃度が１×１０¹⁷〜１×１０¹⁹ｃｍ^-3程度に形成される。
【００１５】
前述の電流拡散層７の表面にＡｕ-Ｔｉ合金、またはＡｕ-Ｚｎ-Ｎｉ合金などからなるｐ側電極８が、またＧａＡｓ基板１の裏面にＡｕ-Ｇｅ-Ｎｉ合金などからなるｎ側電極９が設けられている。
【００１６】
このような半導体発光素子を製造するには、たとえばｎ形のＧａＡｓ基板１をＭＯＣＶＤ装置内に入れ、反応ガスのトリエチルガリウム（以下、ＴＥＧという）またはトリメチルガリウム（以下、ＴＭＧという）およびアルシン（以下、ＡｓＨ₃という）、ＳｅのドーパントガスであるＨ₂Ｓｅをキャリアガスの水素（Ｈ₂）と共に導入し、５００〜８００℃程度でエピタキシャル成長し、キャリア濃度が１×１０¹⁸ｃｍ^-3程度になるようにＳｅがドープされたｎ形のＧａＡｓからなるバッファ層（図示せず）を０.１μｍ程度成膜する。ついで、ＡｓＨ₃に代えてホスフィン（以下、ＰＨ₃という）を、さらにＴＭＡおよびトリメチルインジウム（以下、ＴＭＩｎという）を導入し、ｎ形でキャリア濃度が１×１０¹⁷〜１×１０¹⁹ｃｍ^-3程度のたとえば（Ａｌ_0.7Ｇａ_0.3）_0.51Ｉｎ_0.49Ｐからなるｎ形クラッド層３を０.５μｍ程度、反応ガスのＴＭＡを減らしてＴＥＧまたはＴＭＧを増やし、たとえばノンドープの（Ａｌ_0.25Ｇａ_0.75）_0.51Ｉｎ_0.49Ｐからなる活性層４を０.５μｍ程度、ｎ形クラッド層３と同様の反応ガスで、Ｈ₂Ｓｅの代わりに、Ｚｎのドーパントガスとしてのジメチル亜鉛（ＤＭＺｎ）を導入してキャリア濃度が１×１０¹⁶〜１×１０¹⁹ｃｍ^-3の（Ａｌ_0.7Ｇａ_0.3）_0.51Ｉｎ_0.49Ｐからなるｐ形クラッド層５を０.５μｍ程度エピタキシャル成長する。
【００１７】
さらに、ドーパントガスのＤＭＺｎを導入しながら、反応ガスをＴＥＧまたはＴＭＧおよびＰＨ₃にして、ＧａＰの成長を続け、キャリア濃度が１×１０¹⁶〜１×１０¹⁹ｃｍ^-3程度のウインドウ層７を０.１〜５μｍ程度形成する。
【００１８】
ついで、真空蒸着装置にウェハを入れ、ＮｉおよびＡｕをそれぞれ１〜２０ｎｍ程度づつ成膜し、１００〜４００℃程度で０.１〜１０分程度のシンター処理をすることにより、Ａｕ-Ｎｉ合金からなる０.２〜４０ｎｍ程度の電流拡散層が形成される。この表面に同様に真空蒸着などとパターニングによりＡｕ-Ｔｉ合金またはＡｕ-Ｚｎ-Ｎｉ合金などからなる上部電極（ｐ側電極）８およびＡｕ-Ｇｅ-Ｎｉ合金などからなる下部電極（ｎ側電極）９を形成し、ダイシングしてチップ化する。
【００１９】
本発明によれば、ＡｌＧａＩｎＰ系化合物半導体からなる発光層形成部上にＧａＰからなるウインドウ層が薄く設けられ、その表面に光を透過させる非常に薄い金属層が電流拡散層として設けられている。この金属層の電気抵抗は小さいため、薄くても充分に電流を拡散する。一方、この電流拡散層は１００ｎｍ以下と非常に薄いため、光を吸収したり、反射させることが殆どない。そのため、発光素子チップの全面に容易に電流を拡散させると共に、発光層形成部で発光し表面側に放射する光を殆ど透過させる。その結果、発光素子チップの全面で効率よく発光し発光効率が向上する。
【００２０】
また、電流拡散層で充分に電流の拡散をすることができるため、ウインドウ層をあまり厚く形成する必要がなく、半導体層の成長工程の時間を短縮することができる。さらに、ウインドウ層が薄くなることにより、直列抵抗が下がり、動作電圧を低くすることができると共に、薄型の発光素子が得られる。
【００２１】
なお、前述の例では、活性層４を両クラッド層３、５により挟持し、活性層４と両クラッド層３、５の材料、たとえばＡｌの混晶比を異ならせ、活性層にキャリアや光を閉じ込めやすくして活性層４を発光層とするダブルヘテロ接合構造であるが、活性層４を介さないでｐｎ接合が形成され、ｐｎ接合部に発光層を形成する構造のもでもよい。
【００２２】
さらに、前述の例では、半導体発光素子を構成する各半導体層として、具体的な半導体材料を用い、その厚さやキャリア濃度が特定の例で示されているところがあるが、これらの例には限定されない。
【００２３】
【発明の効果】
本発明によれば、ＡｌＧａＩｎＰ系化合物半導体からなる発光層形成部の表面にバンドギャップエネルギーの大きいＧａＰからなるウインドウ層が設けられる半導体発光素子においても、電流を充分に拡散させることができ、高い発光効率で高輝度の半導体発光素子が得られる。さらにウインドウ層を薄くすることができるため、コストダウンを図れると共に、動作電圧が低下して高特性で、薄型の半導体発光素子が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の半導体発光素子の一実施形態の断面構造を示す図である。
【図２】従来の半導体発光素子の断面構造を示す図である。
【符号の説明】
１基板
３ｎ形クラッド層
４活性層
５ｐ形クラッド層
６ウィンドウ層
７電流拡散層
１１発光層形成部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a visible light-emitting element using an AlGaInP-based compound semiconductor material. More specifically, the present invention relates to a semiconductor light emitting device capable of improving the light emission efficiency by diffusing current over the entire surface of the light emitting device chip while shortening the growth time of the semiconductor crystal layer.
[0002]
[Prior art]
A conventional visible light semiconductor light-emitting element has a structure as shown in FIG. 2 using, for example, an AlGaInP-based compound semiconductor material for a light-emitting layer forming portion. That is, in FIG. 2, an n-type cladding layer 22 made of, for example, an n-type AlGaInP-based semiconductor material on a semiconductor substrate 21 made of n-type GaAs, and a non-doped AlGaInP-based composition having a lower band gap energy than the cladding layer. The active layer 23 made of the above semiconductor material and the p-type cladding layer 24 made of the p-type AlGaInP-based semiconductor material are each epitaxially grown to form a light emitting layer forming portion 29 having a double heterojunction structure. Further, a p-type window layer (current diffusion layer) 25 made of GaP is sequentially epitaxially grown on the surface, and a p-side electrode 27 is formed on the surface, and an n-side electrode 28 is formed on the back side of the semiconductor substrate 21, respectively. Or an Au—Ge—Ni alloy or the like. In the light-emitting element having this structure, light from the surface side of the stacked semiconductor layers, that is, the p-side electrode 27 side is used, and the p-side electrode 27 that blocks light is formed as small as possible. On the other hand, in order to emit light by confining carriers in the active layer 23 sandwiched between the clad layers 22 and 24, it is desirable that the current flow in a distributed manner throughout the light emitting layer. Therefore, the window layer 25 is provided so that the current spreads over the entire chip. The window layer 25 desirably diffuses current and does not absorb light emitted by the active layer 23, and GaP, which is a material having a large band gap energy, is used.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional semiconductor light emitting device having the structure shown in FIG. 2, since the current is diffused by the window layer, the window layer needs to be formed as thick as possible with a high carrier concentration. However, the carrier concentration has a limit of impurity doping, and the carrier concentration cannot be increased like metal. Therefore, in order to spread over the entire surface of the light emitting element chip from the upper small electrode to the cladding layer, it is necessary to make the window layer as thick as possible. Conventionally, the window layer has a thickness of about 10 to 60 μm.
[0004]
As described above, in order to diffuse current as much as possible in the window layer, the window layer is conventionally formed as thick as possible. However, in order to grow a semiconductor layer as thick as several tens of μm by epitaxial growth, it takes about 12 to 20 hours. It takes a very long time. Moreover, even if the film thickness is increased, the current cannot be sufficiently diffused, the current distribution becomes non-uniform, light emission unevenness occurs, and the light emission efficiency decreases. Furthermore, there is a problem that when the window layer becomes thicker, its series resistance increases and the operating voltage becomes higher.
[0005]
The present invention has been made to solve such problems. In a semiconductor light emitting device in which a light emitting layer is formed of an AlGaInP-based compound semiconductor and GaP is used as a window layer, the thickness of the window layer is reduced. An object of the present invention is to provide a semiconductor light emitting device capable of shortening the growth time of a semiconductor layer and improving light emission efficiency by sufficiently diffusing current.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
A semiconductor light-emitting device according to the present invention includes a substrate, a light-emitting layer forming portion in which an n-type layer and a p-type layer are stacked on the substrate to form a light-emitting layer, and a surface side of the light-emitting layer forming portion. and the window layer composed of GaP provided, a semiconductor light emitting device including an electrode provided electrically connected to said window layer, said window layer is formed to zero. thickness of 3 to 5 [mu] m, the A current diffusion layer made of a metal thin film is provided between the electrode and the window layer over the entire surface of the window layer to a thickness of 1 to 100 nm. The current diffusion layer is made of Zn, Be, Si, Sn, Au-. It is made of at least one metal selected from the group consisting of a Zn alloy, an Au—Be alloy, and an Au—Sn alloy.
[0007]
Here, the AlGaInP-based compound semiconductor means a material that is expressed in the form of (Al _x Ga _1-x ) _0.51 In _0.49 P, and the value of x varies between 0 and 1. Incidentally, the mixed crystal ratios of (Al _x Ga _1-x ) and In of 0.51 and 0.49 mean that they are lattice-matched with a semiconductor substrate such as GaAs on which an AlGaInP-based compound semiconductor is stacked. .
[0008]
The current diffusion layer is made of, for example, one or two or more metal layers, and is formed with an overall thickness of 100 nm or less, so that current can be sufficiently diffused and light emitted from the light emitting layer is absorbed. Thus, the light emission efficiency can be improved.
[0009]
Before SL emitting layer forming portion, and for example, a first conductivity type cladding layer made of AlGaInP-based compound semiconductor, the active layer made of AlGaInP-based compound semiconductor composition band gap energy smaller than that of the cladding layer, the first conductivity type cladding By forming the second conductivity type cladding layer having the same composition as that of the layer, a light emitting device having high luminous efficiency can be obtained.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, the semiconductor light emitting device of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0011]
In the semiconductor light emitting device of the present invention, a light emitting layer forming portion 11 made of an AlGaInP based compound semiconductor and forming a light emitting layer is deposited on an n-type GaAs substrate 1 as shown in FIG. A p-type window layer 6 made of GaP is provided on the surface of about 0.3 to 5 μm, and a current diffusion layer 7 made of Au or Au—Ni alloy or the like is formed on the entire surface of the window layer 6 with a thickness of about 1 to 100 nm. The p-side electrode 8 is characterized in that the p-side electrode 8 is formed through the current diffusion layer 7. An n-side electrode 9 is provided on the back surface of the GaAs substrate 1. That is, in the present invention, the p-type window layer 6 made of GaP is thinly formed, and the current diffusion layer 7 made of a thin metal layer is provided on the surface thereof.
[0012]
The current spreading layer 7 is made of Ni, Ge, Zn, Ti, Al, Be, Si, Sb, Sn or Au—Zn, Au—Sb, Au—Be, Au instead of the aforementioned Au or Au—Ni alloy. An alloy such as -Sn or Au-Ge may be used. This is because these metals are easy to make ohmic contact with the GaP layer and easily transmit light. Moreover, you may form with the multilayer of two or more layers of these metals. The thickness is about 1 to 100 nm, more preferably about 2 to 10 nm. This metal layer is formed in a short time of about 0.1 to 5 minutes by forming a film by vacuum deposition or the like, and then subjected to a sintering process at about 100 to 700 ° C. for about 0.1 to 10 minutes. A metal layer or an alloy layer can be formed. When the metal layer is formed of an alloy, it is obtained by successively depositing and heat-treating two or more types of metals. When forming a metal layer with multiple layers, the two or more types of metals are added. It is obtained by continuously depositing by vacuum deposition or the like.
[0013]
The window layer 6 is provided as a layer that absorbs light as much as possible with a high carrier concentration in order to obtain an ohmic contact with the current diffusion layer 7. Since the current spreading function is performed by the current spreading layer 7 described above, the window layer 6 does not need to be as thick as the conventional 10-60 μm and may be provided by about 1 μm. Therefore, the time for growing the window layer 6 can be reduced from the conventional 12 to 20 hours to 2 to 3 hours. On the other hand, since the current spreading layer 7 can batch-process many wafers at a time using a vacuum deposition apparatus, the manufacturing time per chip is further shortened.
[0014]
The light emitting layer forming part 11 is made of an AlGaInP-based compound semiconductor, has a carrier concentration of about 1 × 10 ¹⁷ to 1 × 10 ¹⁹ cm ⁻³ and a thickness of about 0.1 to 2 μm, and a non-doped layer. And an active layer 4 having a thickness of about 0.1 to 2 μm and a carrier concentration of 1 × 10 ¹⁶ to 1 × 10 It has a laminated structure with a p-type cladding layer 5 made of an AlGaInP compound semiconductor having the same composition as the n-type cladding layer 3 and having a thickness of about ¹⁹ cm ⁻³ and a thickness of about 0.1 to 2 μm. Note that the light emitting layer forming portion 11 may be stacked on the GaAs substrate 1 via a buffer layer (not shown). In this case, the buffer layer is made of n-type GaAs and is formed with a thickness of about 0.1 to 2 μm and a carrier concentration of about 1 × 10 ¹⁷ to 1 × 10 ¹⁹ cm ⁻³ .
[0015]
A p-side electrode 8 made of Au—Ti alloy or Au—Zn—Ni alloy or the like is formed on the surface of the current diffusion layer 7, and an n-side electrode 9 made of Au—Ge—Ni alloy or the like on the back surface of the GaAs substrate 1. Is provided.
[0016]
In order to manufacture such a semiconductor light emitting device, for example, an n-type GaAs substrate 1 is placed in a MOCVD apparatus, and reactive gases such as triethyl gallium (hereinafter referred to as TEG) or trimethyl gallium (hereinafter referred to as TMG) and arsine (hereinafter referred to as “TGS”). , AsH ₃ ), H ₂ Se, which is a dopant gas of Se, is introduced together with hydrogen (H ₂ ) as a carrier gas, and is epitaxially grown at about 500 to 800 ° C., so that the carrier concentration becomes about 1 × 10 ¹⁸ cm ^−3. Thus, a buffer layer (not shown) made of n-type GaAs doped with Se is formed to a thickness of about 0.1 μm. Subsequently, phosphine (hereinafter referred to as PH ₃ ) is introduced instead of AsH ₃ , and TMA and trimethylindium (hereinafter referred to as TMIn) are introduced, and the n-type carrier concentration is 1 × 10 ¹⁷ to 1 × 10 ¹⁹ cm ^−3. The n-type cladding layer 3 made of, for example, (Al _0.7 Ga _0.3 ) _0.51 In _0.49 P is reduced to about 0.5 μm, the reaction gas TMA is reduced to increase TEG or TMG, for example, non-doped (Al _0.25 Ga _0.75 ) _0.51 In _The active layer 4 made of _0.49 P is about 0.5 μm in the same reaction gas as that of the n-type cladding layer 3, and dimethyl zinc (DMZn) as a dopant gas of Zn is introduced instead of H ₂ Se so that the carrier concentration is increased. A p-type cladding layer 5 made of (Al _0.7 Ga _0.3 ) _0.51 In _0.49 P with a _{density of} 1 × 10 ¹⁶ to 1 × 10 ¹⁹ cm ⁻³ is epitaxially grown to about 0.5 μm.
[0017]
Further, while introducing the dopant gas DMZn, the reaction gas is changed to TEG or TMG and PH ₃ to continue the growth of GaP, and the window layer 7 having a carrier concentration of about 1 × 10 ¹⁶ to 1 × 10 ¹⁹ cm ⁻³ is formed. About 0.1 to 5 μm is formed.
[0018]
Next, the wafer is put in a vacuum deposition apparatus, and Ni and Au are deposited in a thickness of about 1 to 20 nm, respectively, and a sintering process is performed at about 100 to 400 ° C. for about 0.1 to 10 minutes. Thus, a current diffusion layer of about 0.2 to 40 nm is formed. Similarly, an upper electrode (p-side electrode) 8 made of Au-Ti alloy or Au-Zn-Ni alloy and a lower electrode (n-side electrode) made of Au-Ge-Ni alloy are formed on this surface by vacuum deposition and patterning. 9 is formed and diced into chips.
[0019]
According to the present invention, a window layer made of GaP is thinly provided on a light emitting layer forming part made of an AlGaInP-based compound semiconductor, and a very thin metal layer that transmits light is provided as a current diffusion layer on the surface thereof. Since the electric resistance of the metal layer is small, the current is sufficiently diffused even if it is thin. On the other hand, since this current diffusion layer is very thin at 100 nm or less, it hardly absorbs or reflects light. Therefore, the current is easily diffused over the entire surface of the light emitting element chip, and the light emitted from the light emitting layer forming portion and radiated to the surface side is almost transmitted. As a result, light is efficiently emitted from the entire surface of the light emitting element chip, and the light emission efficiency is improved.
[0020]
Further, since the current can be sufficiently diffused by the current diffusion layer, it is not necessary to form the window layer too thick, and the time for the growth process of the semiconductor layer can be shortened. Further, since the window layer is thinned, the series resistance is lowered, the operating voltage can be lowered, and a thin light emitting element can be obtained.
[0021]
In the above-described example, the active layer 4 is sandwiched between the clad layers 3 and 5, and the active layer 4 and the clad layers 3 and 5 are made of different materials, for example, a mixed crystal ratio of Al. However, a structure in which a pn junction is formed without the active layer 4 and a light emitting layer is formed at the pn junction may be used.
[0022]
Furthermore, in the above-described example, a specific semiconductor material is used as each semiconductor layer constituting the semiconductor light emitting element, and the thickness and carrier concentration are shown in specific examples, but these examples are limited. Not.
[0023]
【The invention's effect】
According to the present invention, even in a semiconductor light emitting device in which a window layer made of GaP having a large band gap energy is provided on the surface of a light emitting layer forming portion made of an AlGaInP-based compound semiconductor, current can be sufficiently diffused and high light emission is achieved. An efficient and bright semiconductor light emitting device can be obtained. Further, since the window layer can be made thinner, the cost can be reduced, and the operating voltage is lowered, so that a high-performance and thin semiconductor light-emitting element can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a cross-sectional structure of an embodiment of a semiconductor light emitting device of the present invention.
FIG. 2 is a view showing a cross-sectional structure of a conventional semiconductor light emitting device.
[Explanation of symbols]
1 substrate 3 n-type cladding layer 4 active layer 5 p-type cladding layer 6 window layer 7 current diffusion layer 11 light emitting layer forming part

Claims

A substrate, a light emitting layer forming portion formed by laminating an n-type layer and a p-type layer made of an AlGaInP-based compound semiconductor on the substrate to form a light emitting layer, and a window layer made of GaP provided on a surface side of the light emitting layer forming portion When, a semiconductor light emitting device including an electrode provided electrically connected to said window layer, said window layer is formed to zero. thickness of 3 to 5 [mu] m, between the electrode and the window layer A current diffusion layer made of a metal thin film is provided to a thickness of 1 to 100 nm over the entire surface of the window layer, and the current diffusion layer is made of Zn, Be, Si, Sn, Au—Zn alloy, Au—Be alloy, And a semiconductor light emitting device made of at least one metal selected from the group consisting of Au—Sn alloys.