JP3788444B2 - 発光ダイオード及びその製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＡｌＧａＩｎＰ系化合物半導体から構成される発光ダイオード及びその製造方法に関し、特に、金属酸化物透明導電膜の剥離を防止し、高輝度で、安価に製造することができる発光ダイオード及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体発光素子である発光ダイオード（以下、ＬＥＤともいう）はＧａＰの緑色、ＡｌＧａＡｓの赤色がほとんどであった。しかし、最近ＧａＮ系やＡｌＧａＩｎＰ系の結晶層をＭＯＶＰＥ法で成長できるようになったことから、橙色、黄色、緑色、青色の高輝度ＬＥＤが製作できるようになってきた。
【０００３】
ＭＯＶＰＥ法で形成したエピタキシャルウエハにより、これまでにできなかった短波長の発光や、高輝度が得られるＬＥＤの製作が可能となった。しかし高輝度を得るためには、電流分散を良くするために窓層の膜厚を厚くする必要があり、そのためにＬＥＤ用エピタキシャルウエハのコストが高くなり、ＬＥＤを安価に製作することが難しかった。
【０００４】
コストを下げるためには、窓層の膜厚が薄く、かつ電流分散性が良好であることが望まれる。つまり、窓層自体の抵抗率をさらに低くすることが好ましい。抵抗の低いエピタキシャル層を得るには、移動度を大幅に変えるか、高キャリア濃度にする方法がある。
【０００５】
これらの問題を解決する方法として、例えば、ＡｌＧａＩｎＰ４元系ＬＥＤの場合には、窓層としてできるだけ抵抗の低い値が得られる材料として、ＧａＰやＡｌＧａＡｓを用いることも行われている。しかし、これらの抵抗率の低い材料を用いてもｐ型で高キャリア濃度のエピタキシャル層を成長させることは難しく、電流分散効果を良くするためには窓層の膜厚を８μｍ以上まで厚くする必要がある。また、他の半導体でそのような特性を有するものがあればそれで代用することができる。しかし、そのような特性を有する半導体は見当たらない。
【０００６】
例えば、ＧａＮ系ＬＥＤでは、その他の方法として金属薄膜を透光性導電膜として用いている。しかし、金属薄膜は光を通すためには非常に薄くする必要がある。一方、十分な電流分散を得ようとすると膜厚が必要となって透光性が悪くなるという不都合がある。また、金属薄膜は、一般的に真空蒸着法で形成され、その真空排気時間が長いことも問題となっている。
【０００７】
かかる問題を解決するものとして、金属酸化物の透明導電膜であるＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）膜が知られている。このＩＴＯ膜を電流分散膜として用いると、これまで電流分散膜として用いたエピタキシャル層を不要にできることから、安価に高輝度のＬＥＤを生産できる。
【０００８】
この発光ダイオードは、電極付ＬＥＤ用エピタキシャルウエハをｐ型電極が中心になるようにチップサイズ３００μｍ角の切断加工することによりＬＥＤベアチップに形成される。このＬＥＤベアチップをＴＯ−１８ステム上にダイボンディングし、ＬＥＤベアチップとＴＯ−１８ステムとをワイヤボンディングして電気的に接続しているが、ＬＥＤベアチップにおいて、半導体層と金属酸化膜である透明導電膜の間に接触抵抗が発生してしまい、順方向動作電圧が高くなるという問題がある。
【０００９】
かかる問題を解決するものとして、最上の半導体層のキャリア濃度を極めて高くすることにより、トンネル電流に基づいてＬＥＤを駆動させるという方法が記載されている（例えば、非特許文献１参照。）。
【００１０】
また、最上の半導体層としてＣを添加物としたＧａＡｓ層を用い、Ｃ添加物の原料として四臭化炭素（ＣＢｒ4）を用いて、高輝度，低動作電圧，高信頼性のＬＥＤを製作するという方法が記載されている（例えば、特許文献１参照。）。
【００１１】
図７は、ＩＴＯ膜を用いた従来の発光ダイオードの断面構造を示す図である。
この発光ダイオードは、発光波長６３０ｎｍ帯付近の赤色ＬＥＤであり、ｎ型ＧａＡｓ基板１と、ｎ型（Ｓｅドープ）ＧａＡｓバッファ層（膜厚４００ｎｍ、キャリア濃度１×１０18ｃｍ-3）２と、ｎ型（Ｓｅドープ）（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層（膜厚３００ｎｍ、キャリア濃度１×１０18ｃｍ-3）３と、アンドープ（Ａｌ0.10Ｇａ0.90）0.5Ｉｎ0.5Ｐ活性層（膜厚６００ｎｍ）４と、ｐ型（Ｚｎドープ）（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層（膜厚３００ｎｍ、キャリア濃度５×１０17ｃｍ-3）５と、ｐ型（Ｃドープ）ＧａＡｓ層（膜厚２５ｎｍ）１３と、透明導電膜であるＩＴＯ膜７と、円形状のｐ型電極８と、ｎ型電極９とを積層して構成されている。
【００１２】
各層（ＩＴＯ膜７、ｐ型電極８、およびｎ型電極９を除く）は、ＭＯＶＰＥ(Metal Organic Vapor Phase Epitaxy :有機金属気相成長)法に基づいて形成しており、ＭＯＶＰＥ成長は、成長温度７００℃、成長圧力５０Ｔｏｒｒ、各層の成長速度は０．３〜１．０ｎｍ／ｓ、Ｖ／ＩＩＩ比は３００〜６００である。ＭＯＶＰＥ成長において用いる原料として、例えば、トリメチルガリウム（ＴＭＧ）又はトリエチルガリウム（ＴＥＧ），トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ），トリメチルインジウム（ＴＭＩ）等の有機金属や、アルシン（ＡｓＨ3），ホスフィン（ＰＨ3）等の、水素化物ガスを用いた。また、ｎ型ＧａＡｓバッファ層２のようなｎ型層の添加物原料としては、セレン化水素（Ｈ2Ｓｅ）を用いた。
【００１３】
ＩＴＯ膜７は、金属酸化物窓層となる金属酸化物であり、真空蒸着法にて、成膜温度（基板表面温度）３００℃で厚さ約２３０ｎｍで形成されている。成膜時の比抵抗は、６．２×１０-6Ωｍである。
【００１４】
ｐ型ＧａＡｓ層１３は、キャリア濃度１×１０19ｃｍ-3で形成されており、添加物原料として四臭化炭素（ＣＢｒ4）が用いられている。このＣＢｒ4は他のｐ型層の添加物原料として用いることも可能である。また、ｐ型層の他の添加物原料として、ジエチル亜鉛（ＤＥＺ）やジメチル亜鉛（ＤＭＺ）を用いることもできる。また、ｎ型層の添加物原料にはシラン（ＳｉＨ4）を用いることもできる。
【００１５】
ｐ型電極８は、ニッケル、金を、それぞれ２０ｎｍ、１０００ｎｍの順に蒸着し、直径１２５μｍでマトリックス状に形成されている。
【００１６】
ｎ型電極９は、金・ゲルマニウム、ニッケル、金を、それぞれ６０ｎｍ、１０ｎｍ、５００ｎｍの順に蒸着し、その後、電極の合金化であるアロイを、窒素ガス雰囲気中４００℃で５分行うことにより発光ダイオードの底面全面に形成されている。
【００１７】
【非特許文献１】
ELECTRONICS LETTERS、7Th December1995（2210〜2212頁）
【特許文献１】
特開平１１−３０７８１０号公報（第１図）
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の発光ダイオードによると、最上層のＧａＡｓ層と透明導電膜との密着性が充分でないため、透明導電膜に剥がれが生じ、歩留まりを低下させるという間題がある。また、透明導電膜の側面が凸凹になり、逆方向電圧が低くなるという不都合もある。図７の発光ダイオードにおいて、逆方向電圧測定条件を１０μＡ、その時の電圧が−５Ｖ以下を不良としたとき、発光ダイオードの発光出力は２０ｍＡ通電時で２．５０ｍＷであり、順方向動作電圧は１．９８Ｖであるが、約２０％についてＩＴＯ膜７の剥がれ不良と逆方向電圧の不良が生じていることが確認されている。
【００１９】
例えば、ＧａＡｓ層とクラッド層のバンド不連続を緩和するために、ＧａＡｓ層とクラッド層との間に中間バンドギャップ層を入れるという方法が知られている。しかし、この方法でも、順方向電圧をある程度低くすることはできるが、透明導電膜と接している層がＧａＡｓ層であることから、当然のことながら、透明導電膜の剥がれと逆方向特性の悪化を改善することはできない。また、ＧａＡｓ層とクラッド層の間に中間バンドギャップ層を設ける分コストアップとなる。
【００２０】
Ｃ添加物の原料にＣＢｒ4を用いると、１回目の成長では充分な特性を達成できるが、連続して成長を行うと、２回目以降は発光出力が約５０％と極めて低くなり、再現性に劣るという問題がある。この問題を特定するため、発明者は２回目以降に成長したエピタキシャルウエハのＳＩＭＳ分析を行ったところ、エピタキシャルウエハ中に高濃度のＣおよびＯが存在することが明らかとなった。このことから、原料としてＣＢｒ4を用いたことで１回目の成長にて高濃度のＣおよびＯが成長炉内に残存し、そのＣおよびＯが２回目以降の成長時にエピタキシャルウエハ中に混入することによって発光出力が低下すると考えられる。
【００２１】
従って、本発明の目的は、透明導電膜剥がれによる歩留まり低下を防止し、中間バンドギャップ層を設けなくても順方向動作電圧を低くできるとともに高輝度、低動作電圧、低価格、高信頼性であり、再現性に優れる発光ダイオード及びその製造方法を提供することにある。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の目的を達成するため、第１導電型の基板と、前記基板上に積層された第１導電型クラッド層と第２導電型クラッド層との間に活性層が設けられる発光部と、前記発光部の上に積層される金属酸化物窓層と、前記の金属酸化物窓層の表面側に形成された第１の電極と、前記基板の裏面の全面又は部分的に形成された第２の電極と、前記第２導電型クラッド層と前記金属酸化物窓層との間に前記活性層よりバンドギャップの小さい直接遷移型のＡｌＧａＡｓ層（ただし、前記ＡｌＧａＡｓ層はＡｌＸＧａ１−ＸＡｓ（０．０１≦Ｘ≦０．４３）からなる）とを有し、前記ＡｌＧａＡｓ層には、Ｚｎ、Ｂｅ、およびＭｇの少なくとも１つとＣが併用して添加され、キャリア濃度が１×１０ １９ ｃｍ −３ 以上であることを特徴とする発光ダイオードを提供する。
また、本発明は、上記の目的を達成するため、ＭＯＶＰＥ法により、第１導電型の基板上に、第１導電型クラッド層、活性層、及び第２導電型クラッド層を順次積層して発光部を形成後、Ｖ／ＩＩＩ比が５０以下かつ成長温度が６００℃以下の条件下で、前記活性層よりバンドギャップの小さい直接遷移型のＡｌＧａＡｓ層（ただし、前記ＡｌＧａＡｓ層はＡｌ Ｘ Ｇａ １−Ｘ Ａｓ（０．０１≦Ｘ≦０．４３）からなる）を形成し、かつ前記ＡｌＧａＡｓ層に、Ｚｎ、Ｂｅ、およびＭｇの少なくとも１つを添加すると共に、Ｃをオートドーピングにより併用して添加することにより、キャリア濃度を１×１０ １９ ｃｍ −３ 以上とし、次いで、前記ＡｌＧａＡｓ層の上に金属酸化物窓層を積層し、更に、前記金属酸化物窓層の表面側、及び前記基板の裏面の全面又は一部の面に、それぞれ第１の電極、第２の電極を形成することを特徴とする発光ダイオードの製造方法を提供する。
【００２３】
上記構成によれば、ＡｌＧａＡｓ層に高濃度のＺｎ等の添加物を添加することにより、ＡｌＧａＡｓ層の結晶性を低下させる。このため、ＡｌＧａＡｓ層と第２導電型クラッド層間で欠陥を介して電気が流れるようになるので抵抗が小さくなる。また、トンネル効果が大になるので、金属酸化物窓層と直接遷移のＡｌＧａＡｓ層および第２導電型クラッド層での抵抗が小さくなり、順方向動作電圧が低くなる。また、Ａｌの存在によって透明導電膜との良好な密着性が得られる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２５】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る発光ダイオードの断面構造を示す図である。
この発光ダイオードは、発光波長６３０ｎｍ帯付近の赤色ＬＥＤであり、ｎ型ＧａＡｓ基板１と、ｎ型（Ｓｅドープ）ＧａＡｓバッファ層（膜厚４００ｎｍ，キャリア濃度１×１０18ｃｍ-3）２と、ｎ型（Ｓｅドープ）（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層（膜厚３００ｎｍ，キャリア濃度１×１０18ｃｍ-3）３と、アンドープ（Ａｌ0.10Ｇａ0.90）0.5Ｉｎ0.5Ｐ活性層（膜厚６００ｎｍ）４と、ｐ型（Ｚｎドープ）（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層（膜厚３００ｎｍ，キャリア濃度５×１０17ｃｍ-3）５と、成長温度６００℃、Ｖ／ＩＩＩ比を５０として形成されるｐ型（Ｚｎドープ）ＡｌＧａＡｓ層（キャリア濃度１×１０19ｃｍ-3）６と、透明導電膜であるＩＴＯ膜７と、円形状のｐ型電極８と、ｎ型電極９とを積層して構成されている。
なお、活性層４は、多重量子井戸を用いたものでも良い。
【００２６】
各層（ＩＴＯ膜７、ｐ型電極８、およびｎ型電極９を除く）は、ＭＯＶＰＥ(Metal Organic Vapor Phase Epitaxy :有機金属気相成長)法に基づいて形成されており、ＭＯＶＰＥ成長は、成長温度７００℃、成長圧力５０Ｔｏｒｒ、各層の成長速度は０．３〜１．０ｎｍ／ｓ、Ｖ／ＩＩＩ比は３００〜６００である。ＭＯＶＰＥ成長において用いる原料として、例えば、トリメチルガリウム（ＴＭＧ）又はトリエチルガリウム（ＴＥＧ），トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ），トリメチルインジウム（ＴＭＩ）等の有機金属や、アルシン（ＡｓＨ3），ホスフィン（ＰＨ3）等の水素化物ガスを用いた。また、ｎ型ＧａＡｓバッファ層２のようなｎ型層の添加物原料としてはセレン化水素（Ｈ2Ｓｅ）を用いた。
【００２７】
ｎ型クラッド層３、活性層４、およびｐ型クラッド層５は、（ＡｌXＧａ1-X）YＩｎ1-YＰ（０≦Ｘ≦１、０≦Ｙ≦１）の材料からなる発光部を形成している。
【００２８】
ＩＴＯ膜７は、金属酸化物窓層となる金属酸化物であり、真空蒸着法にて成膜温度（基板表面温度）３００℃で厚さ約２３０ｎｍで形成されている。成膜時の比抵抗は６．２×１０-6Ωｍである。
【００２９】
ｐ型電極８は、ニッケル、金を、それぞれ２０ｎｍ、１０００ｎｍの順に蒸着し、直径１２５μｍでマトリックス状に形成されている。
【００３０】
ｎ型電極９は、金・ゲルマニウム、ニッケル、金を、それぞれ６０ｎｍ、１０ｎｍ、５００ｎｍの順に蒸着し、その後、電極の合金化であるアロイを、窒素ガス雰囲気中４００℃で５分行うことにより発光ダイオードの底面全面に形成されている。
【００３１】
この発光ダイオードは、上記した構成で積層された電極付ＬＥＤ用エピタキシャルウエハをｐ型電極８が中心になるようにチップサイズ３００μｍ角の切断加工することによりＬＥＤベアチップに形成される。このＬＥＤベアチップをＴＯ−１８ステム上にダイボンディングし、ＬＥＤベアチップとＴＯ−１８ステムとをワイヤボンディングして電気的に接続している。
【００３２】
以下に、第１の実施形態の発光ダイオードについて評価した評価結果を表１に示す。
【表１】
【００３３】
上記した第１の実施形態の発光ダイオードによると、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層５とＩＴＯ膜７との間に直接遷移のＡｌXＧａ1-XＡｓ（０．０１≦Ｘ≦０．４３）を設けたことにより、表１から明らかなように膜厚５ｎｍで３．１２ｍＷの高出力を得ることができ、また、低動作電圧、低コストを実現することができる。また、発光ダイオードを歩留まり良く製作することができる。また、発光ダイオードに用いる樹脂封止前のＬＥＤ素子について、試験条件：５５℃、５０ｍＡ通電で信頼性試験を行ったところ、２４時間通電後の相対出力（通電後の発光出力／通電前の発光出力）はすべて９０％以上であり、高信頼性を有することを確認している。（出力評価時の電流値は２０ｍＡ）。
【００３４】
なお、上記した第１の実施形態では、ｐ型電極８を円形で形成したが、例えば、四角形、菱形等の多角形でも同様の効果を奏することができる。また、活性層をアンドープとした構成についても、第２導電型又は第１導電型にした場合であっても同様の効果を得ることができる。
又、ｎ型バッファ層２とｎ型クラッド層３との間に光反射層（ＤＢＲ）を形成しても、同様の効果を得ることができる。更に、ｎ型バッファ層２を形成しなくても同様の効果を得ることができる。
【００３５】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態として、膜厚６００ｎｍの（Ａｌ0.32Ｇａ0.68）0. 5Ｉｎ0.5Ｐアンドープ活性層４を設けた発光波長５９０ｎｍ帯の黄色ＬＥＤを作製した。その他の部分の構成、エピタキシャル成長方法、およびエピタキシャル層膜厚については第１の実施の形態で説明した発光ダイオードと同じであるので、重複する説明を省略する。
【００３６】
以下に、第２の実施形態の発光ダイオードについて評価した評価結果を表２に示す。
【表２】
【００３７】
上記した第２の実施形態の発光ダイオードによると、第１の実施形態の好ましい特性に基づいて黄色ＬＥＤで高出力、低動作電圧、低コストを実現することができる。また、発光ダイオードを歩留まり良く製作することができる。
【００３８】
（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態として、（Ａｌ0.46Ｇａ0.54）0.5Ｉｎ0.5Ｐアンドープ活性層（膜厚６００ｎｍ）４を設けた発光波長５６０ｎｍ帯の緑色ＬＥＤを作製した。その他の部分の構成、エピタキシャル成長方法、およびエピタキシャル層膜厚については第１および第２の実施形態で説明した発光ダイオードと同じであるので、重複する説明を省略する。
【００３９】
以下に、第３の実施形態の発光ダイオードについて評価した評価結果を表３に示す。
【表３】
【００４０】
上記した第３の実施形態の発光ダイオードによると、第１の実施形態の好ましい特性に基づいて緑色ＬＥＤで高出力、低動作電圧、低コストを実現することができる。また、発光ダイオードを歩留まり良く製作することができる。
【００４１】
（第４の実施形態）
図２は、本発明の第４の実施形態に係る発光ダイオードの断面構造を示す図である。
（１）この発光ダイオードは、発光波長６３０ｎｍ帯付近の赤色ＬＥＤであり、ＡｌＧａＩｎＰ活性層４とｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層５の間に設けられる（Ａ１0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐアンドープ層（膜厚３００ｎｍ）１０を有する。その他の部分の構成、エピタキシャル成長方法、およびエピタキシャル層膜厚については第１から第３の実施形態で説明した発光ダイオードと同じであるので、重複する説明を省略する。
【００４２】
（２）また、ＡｌＧａＩｎＰ活性層４とｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層５の間に設けられる他の層として、ｐ型（Ｚｎドープ）（Ａ１0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐ低濃度層（膜厚３００ｎｍ，キャリア濃度１×１０17ｃｍ-3）１０を設けた発光ダイオードを同時に作製した。その他の構成等については（１）と同様である。
【００４３】
（３）また、ＡｌＧａＩｎＰ活性層４とｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層５の間に設けられる更に他の層として、ｎ型（Ｓｅドープ）（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐ低濃度層（膜厚３００ｎｍ，キャリア濃度１×０17ｃｍ-3）１０を設けた発光ダイオードを同時に作製した。その他の構成等については（１）と同様である。
【００４４】
このようにして製作された発光ダイオード特性を評価した。（１）〜（３）の発光ダイオードの特性は、（１）：２．７１ｍＷ、（２）：２．６３ｍＷ、（３）：２．６１ｍＷで、順方向動作電圧は（１）：１．９６Ｖ、（２）：１．９３Ｖ、（３）：１．９７Ｖであった。
【００４５】
上記した第４の実施形態の発光ダイオードによると、第１の実施形態の発光ダイオードと同様に良好な特性を示している。また、信頼性についても相対出力が９５〜９９％と向上しており、歩留まりについても同等の特性が得られることを確認している。
【００４６】
（第５の実施形態）
図３は、本発明の第５の実施形態に係る発光ダイオードの断面構造を示す図である。
（１）この発光ダイオードは、発光波長６３０ｎｍ帯付近の赤色ＬＥＤであり、ｎ型ＧａＡｓ基板１と、ｎ型（Ｓｅドープ）ＧａＡｓバッファ層（膜厚４００ｎｍ、キャリア濃度１×１０18ｃｍ-3）２と、ｎ型（Ｓｅドープ）（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層（膜厚３００ｎｍ、キャリア濃度１×１０18ｃｍ-3）３と、アンドープ（Ａｌ0.10Ｇａ0.90）0.5Ｉｎ0.5Ｐ活性層（膜厚６００ｎｍ）４と、（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐアンドープ層（膜厚３００ｎｍ）１０と、ｐ型（Ｚｎドープ）（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層（膜厚３００ｎｍ，キャリア濃度５×１０17ｃｍ-3）５と、ｐ型（Ｚｎドープ）ＧａＰコンタクト層（膜厚２００ｎｍ，キャリア濃度５×１０18ｃｍ-3）１１と、ｐ型（Ｚｎドープ）Ａｌ0.05Ｇａ0.95Ａｓ層（膜厚２５ｎｍ，キャリア濃度１×１０19ｃｍ-3）６と、透明導電膜であるＩＴＯ膜（比抵抗６．３×１０-6Ωｍ）７と、円形状のｐ型電極８と、ｎ型電極９とを積層して構成されている。なお、以下の説明において、第１から第４の実施形態で説明した発光ダイオードと同じ部分については、重複する説明を省略する。
【００４７】
（２）また、他のＧａＰコンタクト層１１として、ｐ型（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐ層１１で形成された発光ダイオードを同時に作製した。その他の構成等については（１）と同様である。
【００４８】
（３）また、他のＧａＰコンタクト層１１として、ｐ型Ａｌ0.85Ｇａ0.15Ａｓ層１１で形成された発光ダイオードを同時に作製した。その他の構成等については（１）と同様である。
【００４９】
以下に、第５の実施形態の発光ダイオードについて評価した評価結果を表４に示す。
【表４】
【００５０】
上記した第５の実施形態の発光ダイオードによると、表４から明らかなように、いずれも第１の実施形態（表１）とほぼ同等である。また、歩留まりも同等であり、信頼性も相対出力が９５％以上と良好であった。
【００５１】
（第６の実施形態）
図４は、本発明の第６の実施形態に係る発光ダイオードの断面構造を示す図である。
（１）この発光ダイオードは、発光波長６３０ｎｍ帯付近の赤色ＬＥＤであり、ｎ型ＧａＡｓ基板１と、ｎ型（Ｓｅドープ）ＧａＡｓバッファ層（膜厚４００ｎｍ，キャリア濃度１×１０18ｃｍ-3）２と、ｎ型（Ｓｅドープ）（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層（膜厚３００ｎｍ，キャリア濃度１×１０18ｃｍ-3）３と、アンドープ（Ａｌ0.10Ｇａ0.90）0.5Ｉｎ0.5Ｐ活性層（膜厚６００ｎｍ）４と、（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐアンドープ層（膜厚３００ｎｍ）１０と、ｐ型（Ｚｎドープ）（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層（膜厚３００ｎｍ，キャリア濃度５×１０17ｃｍ-3）５と、ｐ型（Ｚｎドープ）ＧａＰコンタクト層（膜厚１５０ｎｍ，キャリア濃度５×１０18ｃｍ-3）１１と、アンドープＧａＰ層（膜厚２００ｎｍ）１２と、ｐ型（Ｚｎドープ）ＧａＰコンタクト層（膜厚１５０ｎｍ，キャリア濃度５×１０18ｃｍ-3）１１と、ｐ型（Ｚｎドープ）Ａｌ0.05Ｇａ0.95Ａｓ層（膜厚２５ｎｍ，キャリア濃度１×１０19ｃｍ-3）６と、透明導電膜であるＩＴＯ膜（比抵抗６．１×１０-6Ωｍ）７と、円形状のｐ型電極８と、ｎ型電極９とを積層して構成されている。なお、以下の説明において、第１から第５の実施形態で説明した発光ダイオードと同じ部分については、重複する説明を省略する。
【００５２】
（２）また、他のＧａＰコンタクト層１１として、ｐ型（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐ層１１で形成された発光ダイオードを同時に作製した。その他の構成等については（１）と同様である。
【００５３】
（３）また、他のＧａＰコンタクト層１１として、ｐ型Ａｌ0.85Ｇａ0.15Ａｓ層１１で形成された発光ダイオードを同時に作製した。その他の構成等については（１）と同様である。
【００５４】
（４）また、他のＧａＰ層１２として、アンドープ（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐ層１２で形成された発光ダイオードを同時に作製した。その他の構成等については（１）と同様である。
【００５５】
（５）また、他のＧａＰ層１２として、アンドープＡｌ0.85Ｇａ0.15Ａｓ層１２で形成された発光ダイオードを同時に作製した。その他の構成等については（１）と同様である。
【００５６】
以下に、第６の実施形態の発光ダイオードについて評価した評価結果を表５に示す。
【表５】
【００５７】
上記した第６の実施形態の発光ダイオードによると、発光特性および信頼性は、表５から明らかなように、いずれも第４の実施形態と同等若しくはそれ以上であった。また、歩留まりについても第４の実施形態と同等で良好な特性を示した。更に、このような構造にしたことによって負性抵抗を無くし、大きな電圧変動があっても損傷することのないＬＥＤを形成することが可能となった。
【００５８】
（第７の実施形態）
図５は、本発明の第７の実施形態に係る発光ダイオードの断面構造を示す図である。
（１）この発光ダイオードは、図２に示す構成と同様の断面構造を有する発光波長６３０ｎｍ帯付近の赤色ＬＥＤであり、ｎ型ＧａＡｓ基板１と、ｎ型（Ｓｅドープ）ＧａＡｓバッファ層（膜厚４００ｎｍ，キャリア濃度１×１０18ｃｍ-3）２と、ｎ型（Ｓｅドープ）（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層（膜厚３００ｎｍ，キャリア濃度１×１０18ｃｍ-3）３と、アンドープ（Ａｌ0.10Ｇａ0.90）0.5Ｉｎ0.5Ｐ活性層（膜厚６００ｎｍ）４と、（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐアンドープ層（膜厚３００ｎｍ）１０と、ｐ型（Ｚｎドープ）（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層（膜厚３００ｎｍ，キャリア濃度５×１０17ｃｍ‐ 3）５と、ｐ型Ａｌ0.05Ｇａ0.95Ａｓ層（膜厚２５ｎｍ，キャリア濃度１×１０19ｃｍ-3）６と、透明導電膜であるＩＴＯ膜（比抵抗６．２×１０-6Ωｍ）７と、円形状のｐ型電極８と、ｎ型電極９とを積層して構成されている。なお、以下の説明において、第１から第６の実施形態で説明した発光ダイオードと同じ部分については、重複する説明を省略する。
【００５９】
ｐ型Ａｌ0.05Ｇａ0.95Ａｓ層６は、添加物としてＭｇを用いたもの、Ｂｅを用いたもの、ＺｎとＭｇとを同時に添加したもの、ＺｎとＢｅとを同時に添加したもの、ＭｇとＢｅとを同時に添加したものを作製した。
【００６０】
以下に、第７の実施形態の発光ダイオードについて評価した評価結果を表６に示す。
【表６】
【００６１】
上記した第７の実施形態の発光ダイオードによると、表６から明らかなように、添加物としてＺｎ以外のＭｇやＢｅを用いた場合であっても順方向動作電圧を大にすることなく充分な発光出力を得ることが可能である。
【００６２】
（第８の実施形態）
図６は、本発明の第８の実施形態に係る発光ダイオードの断面構造を示す図である。
（１）この発光ダイオードは、図２に示す構成と同様の断面構造を有する発光波長６３０ｎｍ帯付近の赤色ＬＥＤであり、ｎ型ＧａＡｓ基板１と、ｎ型（Ｓｅドープ）ＧａＡｓバッファ層（膜厚４００ｎｍ，キャリア濃度１×１０18ｃｍ-3）２と、ｎ型（Ｓｅドープ）（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層（膜厚３００ｎｍ，キャリア濃度１×１０18ｃｍ-3）３と、アンドープ（Ａｌ0.15Ｇａ0. 85）0.5Ｉｎ0.5Ｐ活性層（膜厚６００ｎｍ）４と、（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐアンドープ層（膜厚３００ｎｍ）１０と、ｐ型（Ｚｎドープ）（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層（膜厚３００ｎｍ，キャリア濃度５×１０17ｃｍ-3）５と、ｐ型Ａｌ0.05Ｇａ0.95Ａｓ層（膜厚２５ｎｍ，キャリア濃度１×１０19ｃｍ-3）６と、透明導電膜であるＩＴＯ膜（比抵抗６．２×１０-6Ωｍ）７と、円形状のｐ型電極８と、ｎ型電極９とを積層して構成されている。なお、以下の説明において、第１から第７の実施形態で説明した発光ダイオードと同じ部分については、重複する説明を省略する。
【００６３】
ｐ型Ａｌ0.05Ｇａ0.95Ａｓ層６は、成長温度５５０℃でＣのオートドーピングを行っており、このことによってｐ型Ａｌ0.05Ｇａ0.95Ａｓ層６に添加するＺｎの添加量は、Ｚｎ添加を行った第１の実施形態に比べて少なくなっている。
【００６４】
この発光ダイオードのＬＥＤ特性を評価したところ、発光出力が２．７０ｍＷ、順方向電圧が１．９８Ｖであり、相対出力は９７％であった。また不良率も１％以下であることが確認された。このように、ＡｌＧａＡｓ層の成長温度を低くして、ＣのオートドーピングとＺｎ添加とを併用した場合でも、ＬＥＤ特性が良好であることが確認された。
【００６５】
上記したように、ＩＴＯ膜７とｐ型クラッド層５の間にＺｎおよびＭｇ又はＢｅを添加した、更には、添加物とＣのオートドーピングを併用させたｐ型ＡｌＧａＡｓ層６を設けた構成とすることにより、低動作電圧、良好な発光出力を併せ持ち、かつ再現性が良好なＬＥＤを製作でき、更にはＩＴＯ膜７の剥がれによる不良率と、逆方向電圧不良を合わせた不良率を１％以下に低減することに成功した。
【００６６】
また、活性層４とｐ型クラッド層５の間にアンドープ層１０、第２導電型低濃度１０、もしくは第１導電型低濃度１０を挿入しても、低動作電圧、良好な発光出力を併せ持ち、かつ再現性が良好なＬＥＤを製作でき、更にはＩＴＯ膜７の剥がれによる不良率が１％以下と非常に少なくすることができた。
【００６７】
更に、アンドープ層１０以外に、コンタクト層１１中にあるアンドープ層１２（抵抗層）を挿入することで、駆動電圧の変動に対しても強いＬＥＤを製作することができた。
【００６８】
本発明の最適条件についての根拠は、以下の通りである。
ＡｌＧａＡｓ層６のキャリア濃度が低いとトンネル電流が流れにくくなることや、ｐ型クラッド層５とのバンド不連続による順方向動作電圧の上昇が起こることから、ＡｌＧａＡｓ層６のキャリア濃度は１×１０19ｃｍ-3以上が望ましい。また、ＡｌＧａＡｓ層６のキャリア濃度は高いほど好ましい。
【００６９】
ＡｌＧａＡｓ層６は、活性層４のバンドギャップよりも小さいバンドギャップを有する。このため、発光した光に対して吸収層となり発光出力を低下させてしまう。よって、薄い方が望ましい。しかし、ＡｌＧａＡｓ層６の膜厚を過度に薄くするとトンネル電流が流れなくなることから、ＡｌＧａＡｓ層６の膜厚には最適値がある。
【００７０】
また、ＡｌＧａＡｓ層６のＡｌ組成が変化しても、発光した光の吸収度合いが変化する。更に、発光波長によっても光吸収の度合いが変化する。よってＡｌＧａＡｓ層６の膜厚は、発光波長、Ａｌ組成に依存する。このため、同じ発光波長でもＡｌＧａＡｓ層６のＡｌ組成によって最適な膜厚があり、ＡｌＧａＡｓ層６のＡｌ組成が同じでも、発光波長によって最適な膜厚がある。
【００７１】
発光波長が６３０ｎｍ帯の赤色発光素子であり、かつ、ＡｌＧａＡｓ層６のＡｌ組成が０．０１、つまりＡｌ0.01Ｇａ0.99Ａｓ層６である場合の膜厚は１〜３５ｎｍ程度が好ましく、より好ましくは２〜２５ｎｍである。
【００７２】
また、６３０ｎｍ帯の赤色発光素子であり、ＡｌＧａＡｓ層６のＡｌ組成が０．０５である場合の膜厚は１〜５０ｎｍ程度が好ましく、より好ましくは２〜２５ｎｍである。
【００７３】
また、６３０ｎｍ帯の赤色発光素子であり、ＡｌＧａＡｓ層６のＡｌ組成が０．１０である場合の膜厚は１〜７５ｎｍ程度が好ましく、より好ましくは２〜２５ｎｍである。
【００７４】
また、６３０ｎｍ帯の赤色発光素子であり、ＡｌＧａＡｓ層６のＡｌ組成が０．１５である場合の膜厚は１〜７５ｎｍ程度が好ましく、より好ましくは２〜３５ｎｍである。
【００７５】
また、６３０ｎｍ帯の赤色発光素子であり、ＡｌＧａＡｓ層６のＡｌ組成が０．２０である場合の膜厚は１〜７５ｎｍ程度がより好ましい。
【００７６】
また、６３０ｎｍ帯の赤色発光素子であり、ＡｌＧａＡｓ層６のＡｌ組成が０．２５である場合の膜厚は、１〜１００ｎｍ程度が好ましく、より好ましくは２〜７５ｎｍである。
【００７７】
また、６３０ｎｍ帯の赤色発光素子であり、ＡｌＧａＡｓ層６のＡｌ組成が０．２５以上である場合の膜厚は、１〜１００ｎｍ程度がより好ましく、より好ましくは２〜１００ｎｍである。
【００７８】
発光波長が５９０ｎｍ帯の黄色発光素子であり、かつ、ＡｌＧａＡｓ層６のＡｌ組成が０．０１、つまりＡｌ0.01Ｇａ0.99Ａｓ層６である場合の膜厚は、１〜３０ｎｍ程度が好ましく、より好ましくは２〜２０ｎｍである。
【００７９】
また、５９０ｎｍ帯の黄色発光素子であり、ＡｌＧａＡｓ層６のＡｌ組成が０．０５である場合の膜厚は１〜３０ｎｍ程度が好ましく、より好ましくは２〜２０ｎｍである。
【００８０】
また、５９０ｎｍ帯の黄色発光素子であり、ＡｌＧａＡｓ層６のＡｌ組成が０．１０である場合の膜厚は、１〜４０ｎｍ程度が好ましく、より好ましくは２〜２５ｎｍである。
【００８１】
また、５９０ｎｍ帯の黄色発光素子であり、ＡｌＧａＡｓ層６のＡｌ組成が０．１５である場合の膜厚は１〜５０ｎｍ程度が好ましく、より好ましくは２〜２５ｎｍである。
【００８２】
また、５９０ｎｍ帯の黄色発光素子であり、ＡｌＧａＡｓ層６のＡｌ組成が０．２０である場合の膜厚は１〜７５ｎｍ程度が好ましく、より好ましいのは２〜３０ｎｍである。
【００８３】
また、５９０ｎｍ帯の黄色発光素子であり、ＡｌＧａＡｓ層６のＡｌ組成が０．２５である場合の膜厚は１〜７５ｎｍ程度が好ましく、より好ましくは２〜５０ｎｍである。
【００８４】
また、５９０ｎｍ帯の黄色発光素子であり、ＡｌＧａＡｓ層６のＡｌ組成が０．２５である場合の膜厚は１〜７５ｎｍ程度が好ましく、より好ましくは２〜５０ｎｍである。
【００８５】
また、５９０ｎｍ帯の黄色発光素子であり、ＡｌＧａＡｓ層６のＡｌ組成が０．３０である場合の膜厚は１〜７５ｎｍ程度が好ましく、より好ましくは２〜５０ｎｍである。
【００８６】
また、５９０ｎｍ帯の黄色発光素子であり、ＡｌＧａＡｓ層６のＡｌ組成が０．３５である場合の膜厚は１〜７５ｎｍ程度が好ましく、より好ましくは２〜５０ｎｍである。
【００８７】
また、５９０ｎｍ帯の黄色発光素子であり、ＡｌＧａＡｓ層６のＡｌ組成が０．４０である場合の膜厚は１〜１００ｎｍ程度が好ましく、より好ましくは２〜７５ｎｍである。
【００８８】
また、５９０ｎｍ帯の黄色発光素子であり、ＡｌＧａＡｓ層６のＡｌ組成が０．４３である場合の膜厚は１〜１００ｎｍ程度が好ましく、より好ましくは２〜１００ｎｍである。
【００８９】
発光波長が５６０ｎｍ帯の緑色発光素子であり、かつＡｌＧａＡｓ層６のＡｌ組成が０．０１、つまりＡｌ0.01Ｇａ0.99Ａｓ層６である場合の膜厚は１〜２５ｎｍ程度が好ましく、より好ましくは２〜１５ｎｍである。
【００９０】
また、５６０ｎｍ帯の緑色発光素子であり、ＡｌＧａＡｓ層６のＡｌ組成が０．０５である場合の膜厚は１〜２５ｎｍ程度が好ましく、より好ましくは２〜１５ｎｍである。
【００９１】
また、５６０ｎｍ帯の緑色発光素子であり、ＡｌＧａＡｓ層６のＡｌ組成が０．１０である場合の膜厚は１〜３０ｎｍ程度が好ましく、より好ましくは２〜２０ｎｍである。
【００９２】
また、５６０ｎｍ帯の緑色発光素子であり、ＡｌＧａＡｓ層６のＡｌ組成が０．１５である場合の膜厚は１〜４０ｎｍ程度が好ましく、より好ましくは２〜２０ｎｍである。
【００９３】
また、５６０ｎｍ帯の緑色発光素子であり、ＡｌＧａＡｓ層６のＡｌ組成が０．２０である場合の膜厚は１〜５０ｎｍ程度が好ましく、より好ましくは２〜２０ｎｍである。
【００９４】
また、５６０ｎｍ帯の緑色発光素子であり、ＡｌＧａＡｓ層６のＡｌ組成が０．２５である場合の膜厚は１〜５０ｎｍ程度が好ましく、より好ましくは２〜２０ｎｍである。
【００９５】
また、５６０ｎｍ帯の緑色発光素子であり、ＡｌＧａＡｓ層６のＡ１組成が０．２５である場合の膜厚は１〜５０ｎｍ程度が好ましく、より好ましくは２〜２０ｎｍである。
【００９６】
また、５６０ｎｍ帯の緑色発光素子であり、ＡｌＧａＡｓ層６のＡｌ組成が０．３０である場合の膜厚は１〜５０ｎｍ程度が好ましく、より好ましくは２〜２０ｎｍである。
【００９７】
また、５６０ｎｍ帯の緑色発光素子であり、ＡｌＧａＡｓ層６のＡｌ組成が０，３５である場合の膜厚は、１〜５０ｎｍ程度が好ましく、より好ましくは２〜２０ｎｍである。
【００９８】
また、５６０ｎｍ帯の緑色発光素子であり、ＡｌＧａＡｓ層６のＡ１組成が０．４０である場合の膜厚は１〜７５ｎｍ程度が好ましく、より好ましくは２〜５０ｎｍである。
【００９９】
ＩＴＯ膜７は、比抵抗が高いとトンネル電流が流れなくなったり、流れにくくなることから、順方向動作電圧が高くなる。また、電流分散効果も薄れ、発光出力が低くなる。このことから、ＩＴＯ膜７の比抵抗は低いほど好ましい。
【０１００】
ＩＴＯ膜７の比抵抗は、好ましくは１×１０-5Ωｍ以下であり、より好ましくは７×１０-6Ωｍ以下である。
【０１０１】
ＩＴＯ膜７は、その膜厚が薄いと電流分散効果が薄れ、発光出力が低くなることから、ＩＴＯ膜７の膜厚は厚いほど好ましい。ＩＴＯ膜７の膜厚は、好ましくは５０ｎｍ以上であり、より好ましくは２００ｍ以上である。
【０１０２】
ＡｌＧａＡｓ層６は、高温で成長すると結晶性が良い。結晶性が良いと、同じキャリア濃度でもトンネル電流が流れにくくなる。また、ｐ型クラッド層５とのバンド不連続による順方向動作電圧の上昇が起こりやすくなる。このためＡｌＧａＡｓ層６の結晶性はあまり良くない方が良い。従って、ＡｌＧａＡｓ層６の成長温度は６００℃以下が好ましく、より好ましくは６００〜４５０℃である。
【０１０３】
ＡｌＧａＡｓ層６は、Ｖ／ＩＩＩ比を高くして成長すると結晶性が良い。結晶性が良いと、同じキャリア濃度でもトンネル電流が流れにくくなる。また、ｐ型クラッド層５とのバンド不連続による順方向動作電圧の上昇が起こりやすくなる。このためＡｌＧａＡｓ層６の結晶性はあまり良くない方が良い。従って、ＡｌＧａＡｓ層６のＶ／ＩＩＩ比は低い方が好ましい。
【０１０４】
ＡｌＧａＡｓ層６は、Ｖ／ＩＩＩ比を低くすると、Ｃが自動的に添加される量（オートドーピング）が増加する。このためＡｌＧａＡｓ層６のＶ／ＩＩＩ比を低くすると、高キャリア濃度化しやすく、かつ、結晶の質が低下する。よって、順方向動作電圧を低くするには、ＡｌＧａＡｓ層６のＶ／ＩＩＩ比を５０以下にするのが好ましい。より好ましくはＶ／ＩＩＩ比が１０以下である。
【０１０５】
活性層４とクラッド層５の間に挿入するアンドープ層１０の厚さは厚いほど、発光出力および信頼性は向上する。これは、クラッド層５に入っているＺｎが活性層中へ拡散して入るのを抑え、拡散による欠陥を抑止できるからである。ただし、ある一定の厚さ以上になれば、アンドープ層１０の効果は小さくなり、発光出力および信頼性の向上は飽和状態になる。またアンドープ層１０の厚さが厚くなっていくことにより、順方向動作電圧が高くなる。更に、コストも高くなる。このことから、アンドープ層１０は過度に厚過ぎない適当な厚さが好ましい。このためアンドープ層１０の厚さは１００ｎｍ以上が好ましい。より好ましくは３００〜３０００ｎｍである。
【０１０６】
ＡｌＧａＡｓ層６は、Ａｌが少しでも含まれていればＩＴＯ膜７の密着性を良くすることができる。このことから、ＡｌＧａＡｓ層６にはＡｌが少しでも含まれていれば良い。より好ましくはＡｌ組成が０．０５以上である。しかし、ＡｌＧａＡｓ層６のＡｌ組成を０．４３より大きくするとＡｌＧａＡｓ層６が間接遷移になりトンネル電流を流しにくくなる。このためＡｌＧａＡｓ層６は、Ａｌ組成を０．０１から０．４３の範囲に設けるのが好ましい。より好ましくは０．０５から０．４である。
【０１０７】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明の発光ダイオードによると、第２導電型クラッド層と金属酸化物窓層との間に活性層よりバンドギャップの小さいＡｌＧａＡｓ層（ＡｌXＧａ1-XＡｓ（０．０１≦Ｘ≦０．４３））を有するようにしたため、透明導電膜剥がれによる歩留まり低下を防止し、中間バンドギャップ層を設けなくても順方向動作電圧を低くできるとともに高輝度、低動作電圧、低価格、高信頼性であり、再現性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る発光ダイオードの断面構造を示す図である。
【図２】第４の実施形態に係る発光ダイオードの断面構造を示す図である。
【図３】第５の実施形態に係る発光ダイオードの断面構造を示す図である。
【図４】第６の実施形態に係る発光ダイオードの断面構造を示す図である。
【図５】第７の実施形態に係る発光ダイオードの断面構造を示す図である。
【図６】第８の実施形態に係る発光ダイオードの断面構造を示す図である。
【図７】ＩＴＯ膜を用いた従来の発光ダイオードの断面構造を示す図である。
【符号の説明】
１ ｎ型ＧａＡｓ基板
２ ｎ型ＧａＡｓバッファ層
３ ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層
４ ＡｌＧａＩｎＰ活性層
５ ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層
６ ｐ型ＡｌＧａＡｓ層
７ ＩＴＯ膜
８ ｐ型電極
９ ｎ型電極
１０ アンドープ層
１１ ｐ型ＧａＰコンタクト層
１２ アンドープＧａＰ層
１３ ｐ型ＧａＡｓ層
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＡｌＧａＩｎＰ系化合物半導体から構成される発光ダイオード及びその製造方法に関し、特に、金属酸化物透明導電膜の剥離を防止し、高輝度で、安価に製造することができる発光ダイオード及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体発光素子である発光ダイオード（以下、ＬＥＤともいう）はＧａＰの緑色、ＡｌＧａＡｓの赤色がほとんどであった。しかし、最近ＧａＮ系やＡｌＧａＩｎＰ系の結晶層をＭＯＶＰＥ法で成長できるようになったことから、橙色、黄色、緑色、青色の高輝度ＬＥＤが製作できるようになってきた。
【０００３】
ＭＯＶＰＥ法で形成したエピタキシャルウエハにより、これまでにできなかった短波長の発光や、高輝度が得られるＬＥＤの製作が可能となった。しかし高輝度を得るためには、電流分散を良くするために窓層の膜厚を厚くする必要があり、そのためにＬＥＤ用エピタキシャルウエハのコストが高くなり、ＬＥＤを安価に製作することが難しかった。
【０００４】
コストを下げるためには、窓層の膜厚が薄く、かつ電流分散性が良好であることが望まれる。つまり、窓層自体の抵抗率をさらに低くすることが好ましい。抵抗の低いエピタキシャル層を得るには、移動度を大幅に変えるか、高キャリア濃度にする方法がある。
【０００５】
これらの問題を解決する方法として、例えば、ＡｌＧａＩｎＰ４元系ＬＥＤの場合には、窓層としてできるだけ抵抗の低い値が得られる材料として、ＧａＰやＡｌＧａＡｓを用いることも行われている。しかし、これらの抵抗率の低い材料を用いてもｐ型で高キャリア濃度のエピタキシャル層を成長させることは難しく、電流分散効果を良くするためには窓層の膜厚を８μｍ以上まで厚くする必要がある。また、他の半導体でそのような特性を有するものがあればそれで代用することができる。しかし、そのような特性を有する半導体は見当たらない。
【０００６】
例えば、ＧａＮ系ＬＥＤでは、その他の方法として金属薄膜を透光性導電膜として用いている。しかし、金属薄膜は光を通すためには非常に薄くする必要がある。一方、十分な電流分散を得ようとすると膜厚が必要となって透光性が悪くなるという不都合がある。また、金属薄膜は、一般的に真空蒸着法で形成され、その真空排気時間が長いことも問題となっている。
【０００７】
かかる問題を解決するものとして、金属酸化物の透明導電膜であるＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）膜が知られている。このＩＴＯ膜を電流分散膜として用いると、これまで電流分散膜として用いたエピタキシャル層を不要にできることから、安価に高輝度のＬＥＤを生産できる。
【０００８】
この発光ダイオードは、電極付ＬＥＤ用エピタキシャルウエハをｐ型電極が中心になるようにチップサイズ３００μｍ角の切断加工することによりＬＥＤベアチップに形成される。このＬＥＤベアチップをＴＯ−１８ステム上にダイボンディングし、ＬＥＤベアチップとＴＯ−１８ステムとをワイヤボンディングして電気的に接続しているが、ＬＥＤベアチップにおいて、半導体層と金属酸化膜である透明導電膜の間に接触抵抗が発生してしまい、順方向動作電圧が高くなるという問題がある。
【０００９】
かかる問題を解決するものとして、最上の半導体層のキャリア濃度を極めて高くすることにより、トンネル電流に基づいてＬＥＤを駆動させるという方法が記載されている（例えば、非特許文献１参照。）。
【００１０】
また、最上の半導体層としてＣを添加物としたＧａＡｓ層を用い、Ｃ添加物の原料として四臭化炭素（ＣＢｒ4）を用いて、高輝度，低動作電圧，高信頼性のＬＥＤを製作するという方法が記載されている（例えば、特許文献１参照。）。
【００１１】
図７は、ＩＴＯ膜を用いた従来の発光ダイオードの断面構造を示す図である。
この発光ダイオードは、発光波長６３０ｎｍ帯付近の赤色ＬＥＤであり、ｎ型ＧａＡｓ基板１と、ｎ型（Ｓｅドープ）ＧａＡｓバッファ層（膜厚４００ｎｍ、キャリア濃度１×１０18ｃｍ-3）２と、ｎ型（Ｓｅドープ）（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層（膜厚３００ｎｍ、キャリア濃度１×１０18ｃｍ-3）３と、アンドープ（Ａｌ0.10Ｇａ0.90）0.5Ｉｎ0.5Ｐ活性層（膜厚６００ｎｍ）４と、ｐ型（Ｚｎドープ）（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層（膜厚３００ｎｍ、キャリア濃度５×１０17ｃｍ-3）５と、ｐ型（Ｃドープ）ＧａＡｓ層（膜厚２５ｎｍ）１３と、透明導電膜であるＩＴＯ膜７と、円形状のｐ型電極８と、ｎ型電極９とを積層して構成されている。
【００１２】
各層（ＩＴＯ膜７、ｐ型電極８、およびｎ型電極９を除く）は、ＭＯＶＰＥ(Metal Organic Vapor Phase Epitaxy :有機金属気相成長)法に基づいて形成しており、ＭＯＶＰＥ成長は、成長温度７００℃、成長圧力５０Ｔｏｒｒ、各層の成長速度は０．３〜１．０ｎｍ／ｓ、Ｖ／ＩＩＩ比は３００〜６００である。ＭＯＶＰＥ成長において用いる原料として、例えば、トリメチルガリウム（ＴＭＧ）又はトリエチルガリウム（ＴＥＧ），トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ），トリメチルインジウム（ＴＭＩ）等の有機金属や、アルシン（ＡｓＨ3），ホスフィン（ＰＨ3）等の、水素化物ガスを用いた。また、ｎ型ＧａＡｓバッファ層２のようなｎ型層の添加物原料としては、セレン化水素（Ｈ2Ｓｅ）を用いた。
【００１３】
ＩＴＯ膜７は、金属酸化物窓層となる金属酸化物であり、真空蒸着法にて、成膜温度（基板表面温度）３００℃で厚さ約２３０ｎｍで形成されている。成膜時の比抵抗は、６．２×１０-6Ωｍである。
【００１４】
ｐ型ＧａＡｓ層１３は、キャリア濃度１×１０19ｃｍ-3で形成されており、添加物原料として四臭化炭素（ＣＢｒ4）が用いられている。このＣＢｒ4は他のｐ型層の添加物原料として用いることも可能である。また、ｐ型層の他の添加物原料として、ジエチル亜鉛（ＤＥＺ）やジメチル亜鉛（ＤＭＺ）を用いることもできる。また、ｎ型層の添加物原料にはシラン（ＳｉＨ4）を用いることもできる。
【００１５】
ｐ型電極８は、ニッケル、金を、それぞれ２０ｎｍ、１０００ｎｍの順に蒸着し、直径１２５μｍでマトリックス状に形成されている。
【００１６】
ｎ型電極９は、金・ゲルマニウム、ニッケル、金を、それぞれ６０ｎｍ、１０ｎｍ、５００ｎｍの順に蒸着し、その後、電極の合金化であるアロイを、窒素ガス雰囲気中４００℃で５分行うことにより発光ダイオードの底面全面に形成されている。
【００１７】
【非特許文献１】
ELECTRONICS LETTERS、7Th December1995（2210〜2212頁）
【特許文献１】
特開平１１−３０７８１０号公報（第１図）
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の発光ダイオードによると、最上層のＧａＡｓ層と透明導電膜との密着性が充分でないため、透明導電膜に剥がれが生じ、歩留まりを低下させるという間題がある。また、透明導電膜の側面が凸凹になり、逆方向電圧が低くなるという不都合もある。図７の発光ダイオードにおいて、逆方向電圧測定条件を１０μＡ、その時の電圧が−５Ｖ以下を不良としたとき、発光ダイオードの発光出力は２０ｍＡ通電時で２．５０ｍＷであり、順方向動作電圧は１．９８Ｖであるが、約２０％についてＩＴＯ膜７の剥がれ不良と逆方向電圧の不良が生じていることが確認されている。
【００１９】
例えば、ＧａＡｓ層とクラッド層のバンド不連続を緩和するために、ＧａＡｓ層とクラッド層との間に中間バンドギャップ層を入れるという方法が知られている。しかし、この方法でも、順方向電圧をある程度低くすることはできるが、透明導電膜と接している層がＧａＡｓ層であることから、当然のことながら、透明導電膜の剥がれと逆方向特性の悪化を改善することはできない。また、ＧａＡｓ層とクラッド層の間に中間バンドギャップ層を設ける分コストアップとなる。
【００２０】
Ｃ添加物の原料にＣＢｒ4を用いると、１回目の成長では充分な特性を達成できるが、連続して成長を行うと、２回目以降は発光出力が約５０％と極めて低くなり、再現性に劣るという問題がある。この問題を特定するため、発明者は２回目以降に成長したエピタキシャルウエハのＳＩＭＳ分析を行ったところ、エピタキシャルウエハ中に高濃度のＣおよびＯが存在することが明らかとなった。このことから、原料としてＣＢｒ4を用いたことで１回目の成長にて高濃度のＣおよびＯが成長炉内に残存し、そのＣおよびＯが２回目以降の成長時にエピタキシャルウエハ中に混入することによって発光出力が低下すると考えられる。
【００２１】
従って、本発明の目的は、透明導電膜剥がれによる歩留まり低下を防止し、中間バンドギャップ層を設けなくても順方向動作電圧を低くできるとともに高輝度、低動作電圧、低価格、高信頼性であり、再現性に優れる発光ダイオード及びその製造方法を提供することにある。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の目的を達成するため、第１導電型の基板と、前記基板上に積層された第１導電型クラッド層と第２導電型クラッド層との間に活性層が設けられる発光部と、前記発光部の上に積層される金属酸化物窓層と、前記の金属酸化物窓層の表面側に形成された第１の電極と、前記基板の裏面の全面又は部分的に形成された第２の電極と、前記第２導電型クラッド層と前記金属酸化物窓層との間に前記活性層よりバンドギャップの小さい直接遷移型のＡｌＧａＡｓ層（ただし、前記ＡｌＧａＡｓ層はＡｌＸＧａ１−ＸＡｓ（０．０１≦Ｘ≦０．４３）からなる）とを有し、前記ＡｌＧａＡｓ層には、Ｚｎ、Ｂｅ、およびＭｇの少なくとも１つとＣが併用して添加され、キャリア濃度が１×１０ １９ ｃｍ −３ 以上であることを特徴とする発光ダイオードを提供する。
また、本発明は、上記の目的を達成するため、ＭＯＶＰＥ法により、第１導電型の基板上に、第１導電型クラッド層、活性層、及び第２導電型クラッド層を順次積層して発光部を形成後、Ｖ／ＩＩＩ比が５０以下かつ成長温度が６００℃以下の条件下で、前記活性層よりバンドギャップの小さい直接遷移型のＡｌＧａＡｓ層（ただし、前記ＡｌＧａＡｓ層はＡｌ Ｘ Ｇａ １−Ｘ Ａｓ（０．０１≦Ｘ≦０．４３）からなる）を形成し、かつ前記ＡｌＧａＡｓ層に、Ｚｎ、Ｂｅ、およびＭｇの少なくとも１つを添加すると共に、Ｃをオートドーピングにより併用して添加することにより、キャリア濃度を１×１０ １９ ｃｍ −３ 以上とし、次いで、前記ＡｌＧａＡｓ層の上に金属酸化物窓層を積層し、更に、前記金属酸化物窓層の表面側、及び前記基板の裏面の全面又は一部の面に、それぞれ第１の電極、第２の電極を形成することを特徴とする発光ダイオードの製造方法を提供する。
【００２３】
上記構成によれば、ＡｌＧａＡｓ層に高濃度のＺｎ等の添加物を添加することにより、ＡｌＧａＡｓ層の結晶性を低下させる。このため、ＡｌＧａＡｓ層と第２導電型クラッド層間で欠陥を介して電気が流れるようになるので抵抗が小さくなる。また、トンネル効果が大になるので、金属酸化物窓層と直接遷移のＡｌＧａＡｓ層および第２導電型クラッド層での抵抗が小さくなり、順方向動作電圧が低くなる。また、Ａｌの存在によって透明導電膜との良好な密着性が得られる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２５】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る発光ダイオードの断面構造を示す図である。
この発光ダイオードは、発光波長６３０ｎｍ帯付近の赤色ＬＥＤであり、ｎ型ＧａＡｓ基板１と、ｎ型（Ｓｅドープ）ＧａＡｓバッファ層（膜厚４００ｎｍ，キャリア濃度１×１０18ｃｍ-3）２と、ｎ型（Ｓｅドープ）（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層（膜厚３００ｎｍ，キャリア濃度１×１０18ｃｍ-3）３と、アンドープ（Ａｌ0.10Ｇａ0.90）0.5Ｉｎ0.5Ｐ活性層（膜厚６００ｎｍ）４と、ｐ型（Ｚｎドープ）（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層（膜厚３００ｎｍ，キャリア濃度５×１０17ｃｍ-3）５と、成長温度６００℃、Ｖ／ＩＩＩ比を５０として形成されるｐ型（Ｚｎドープ）ＡｌＧａＡｓ層（キャリア濃度１×１０19ｃｍ-3）６と、透明導電膜であるＩＴＯ膜７と、円形状のｐ型電極８と、ｎ型電極９とを積層して構成されている。
なお、活性層４は、多重量子井戸を用いたものでも良い。
【００２６】
各層（ＩＴＯ膜７、ｐ型電極８、およびｎ型電極９を除く）は、ＭＯＶＰＥ(Metal Organic Vapor Phase Epitaxy :有機金属気相成長)法に基づいて形成されており、ＭＯＶＰＥ成長は、成長温度７００℃、成長圧力５０Ｔｏｒｒ、各層の成長速度は０．３〜１．０ｎｍ／ｓ、Ｖ／ＩＩＩ比は３００〜６００である。ＭＯＶＰＥ成長において用いる原料として、例えば、トリメチルガリウム（ＴＭＧ）又はトリエチルガリウム（ＴＥＧ），トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ），トリメチルインジウム（ＴＭＩ）等の有機金属や、アルシン（ＡｓＨ3），ホスフィン（ＰＨ3）等の水素化物ガスを用いた。また、ｎ型ＧａＡｓバッファ層２のようなｎ型層の添加物原料としてはセレン化水素（Ｈ2Ｓｅ）を用いた。
【００２７】
ｎ型クラッド層３、活性層４、およびｐ型クラッド層５は、（ＡｌXＧａ1-X）YＩｎ1-YＰ（０≦Ｘ≦１、０≦Ｙ≦１）の材料からなる発光部を形成している。
【００２８】
ＩＴＯ膜７は、金属酸化物窓層となる金属酸化物であり、真空蒸着法にて成膜温度（基板表面温度）３００℃で厚さ約２３０ｎｍで形成されている。成膜時の比抵抗は６．２×１０-6Ωｍである。
【００２９】
ｐ型電極８は、ニッケル、金を、それぞれ２０ｎｍ、１０００ｎｍの順に蒸着し、直径１２５μｍでマトリックス状に形成されている。
【００３０】
ｎ型電極９は、金・ゲルマニウム、ニッケル、金を、それぞれ６０ｎｍ、１０ｎｍ、５００ｎｍの順に蒸着し、その後、電極の合金化であるアロイを、窒素ガス雰囲気中４００℃で５分行うことにより発光ダイオードの底面全面に形成されている。
【００３１】
この発光ダイオードは、上記した構成で積層された電極付ＬＥＤ用エピタキシャルウエハをｐ型電極８が中心になるようにチップサイズ３００μｍ角の切断加工することによりＬＥＤベアチップに形成される。このＬＥＤベアチップをＴＯ−１８ステム上にダイボンディングし、ＬＥＤベアチップとＴＯ−１８ステムとをワイヤボンディングして電気的に接続している。
【００３２】
以下に、第１の実施形態の発光ダイオードについて評価した評価結果を表１に示す。
【表１】
上記した第１の実施形態の発光ダイオードによると、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層５とＩＴＯ膜７との間に直接遷移のＡｌXＧａ1-XＡｓ（０．０１≦Ｘ≦０．４３）を設けたことにより、表１から明らかなように膜厚５ｎｍで３．１２ｍＷの高出力を得ることができ、また、低動作電圧、低コストを実現することができる。また、発光ダイオードを歩留まり良く製作することができる。また、発光ダイオードに用いる樹脂封止前のＬＥＤ素子について、試験条件：５５℃、５０ｍＡ通電で信頼性試験を行ったところ、２４時間通電後の相対出力（通電後の発光出力／通電前の発光出力）はすべて９０％以上であり、高信頼性を有することを確認している。（出力評価時の電流値は２０ｍＡ）。
【００３４】
なお、上記した第１の実施形態では、ｐ型電極８を円形で形成したが、例えば、四角形、菱形等の多角形でも同様の効果を奏することができる。また、活性層をアンドープとした構成についても、第２導電型又は第１導電型にした場合であっても同様の効果を得ることができる。
又、ｎ型バッファ層２とｎ型クラッド層３との間に光反射層（ＤＢＲ）を形成しても、同様の効果を得ることができる。更に、ｎ型バッファ層２を形成しなくても同様の効果を得ることができる。
【００３５】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態として、膜厚６００ｎｍの（Ａｌ0.32Ｇａ0.68）0. 5Ｉｎ0.5Ｐアンドープ活性層４を設けた発光波長５９０ｎｍ帯の黄色ＬＥＤを作製した。その他の部分の構成、エピタキシャル成長方法、およびエピタキシャル層膜厚については第１の実施の形態で説明した発光ダイオードと同じであるので、重複する説明を省略する。
【００３６】
以下に、第２の実施形態の発光ダイオードについて評価した評価結果を表２に示す。
【表２】
上記した第２の実施形態の発光ダイオードによると、第１の実施形態の好ましい特性に基づいて黄色ＬＥＤで高出力、低動作電圧、低コストを実現することができる。また、発光ダイオードを歩留まり良く製作することができる。
【００３８】
（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態として、（Ａｌ0.46Ｇａ0.54）0.5Ｉｎ0.5Ｐアンドープ活性層（膜厚６００ｎｍ）４を設けた発光波長５６０ｎｍ帯の緑色ＬＥＤを作製した。その他の部分の構成、エピタキシャル成長方法、およびエピタキシャル層膜厚については第１および第２の実施形態で説明した発光ダイオードと同じであるので、重複する説明を省略する。
【００３９】
以下に、第３の実施形態の発光ダイオードについて評価した評価結果を表３に示す。
【表３】
上記した第３の実施形態の発光ダイオードによると、第１の実施形態の好ましい特性に基づいて緑色ＬＥＤで高出力、低動作電圧、低コストを実現することができる。また、発光ダイオードを歩留まり良く製作することができる。
【００４１】
（第４の実施形態）
図２は、本発明の第４の実施形態に係る発光ダイオードの断面構造を示す図である。
（１）この発光ダイオードは、発光波長６３０ｎｍ帯付近の赤色ＬＥＤであり、ＡｌＧａＩｎＰ活性層４とｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層５の間に設けられる（Ａ１0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐアンドープ層（膜厚３００ｎｍ）１０を有する。その他の部分の構成、エピタキシャル成長方法、およびエピタキシャル層膜厚については第１から第３の実施形態で説明した発光ダイオードと同じであるので、重複する説明を省略する。
【００４２】
（２）また、ＡｌＧａＩｎＰ活性層４とｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層５の間に設けられる他の層として、ｐ型（Ｚｎドープ）（Ａ１0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐ低濃度層（膜厚３００ｎｍ，キャリア濃度１×１０17ｃｍ-3）１０を設けた発光ダイオードを同時に作製した。その他の構成等については（１）と同様である。
【００４３】
（３）また、ＡｌＧａＩｎＰ活性層４とｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層５の間に設けられる更に他の層として、ｎ型（Ｓｅドープ）（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐ低濃度層（膜厚３００ｎｍ，キャリア濃度１×０17ｃｍ-3）１０を設けた発光ダイオードを同時に作製した。その他の構成等については（１）と同様である。
【００４４】
このようにして製作された発光ダイオード特性を評価した。（１）〜（３）の発光ダイオードの特性は、（１）：２．７１ｍＷ、（２）：２．６３ｍＷ、（３）：２．６１ｍＷで、順方向動作電圧は（１）：１．９６Ｖ、（２）：１．９３Ｖ、（３）：１．９７Ｖであった。
【００４５】
上記した第４の実施形態の発光ダイオードによると、第１の実施形態の発光ダイオードと同様に良好な特性を示している。また、信頼性についても相対出力が９５〜９９％と向上しており、歩留まりについても同等の特性が得られることを確認している。
【００４６】
（第５の実施形態）
図３は、本発明の第５の実施形態に係る発光ダイオードの断面構造を示す図である。
（１）この発光ダイオードは、発光波長６３０ｎｍ帯付近の赤色ＬＥＤであり、ｎ型ＧａＡｓ基板１と、ｎ型（Ｓｅドープ）ＧａＡｓバッファ層（膜厚４００ｎｍ、キャリア濃度１×１０18ｃｍ-3）２と、ｎ型（Ｓｅドープ）（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層（膜厚３００ｎｍ、キャリア濃度１×１０18ｃｍ-3）３と、アンドープ（Ａｌ0.10Ｇａ0.90）0.5Ｉｎ0.5Ｐ活性層（膜厚６００ｎｍ）４と、（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐアンドープ層（膜厚３００ｎｍ）１０と、ｐ型（Ｚｎドープ）（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層（膜厚３００ｎｍ，キャリア濃度５×１０17ｃｍ-3）５と、ｐ型（Ｚｎドープ）ＧａＰコンタクト層（膜厚２００ｎｍ，キャリア濃度５×１０18ｃｍ-3）１１と、ｐ型（Ｚｎドープ）Ａｌ0.05Ｇａ0.95Ａｓ層（膜厚２５ｎｍ，キャリア濃度１×１０19ｃｍ-3）６と、透明導電膜であるＩＴＯ膜（比抵抗６．３×１０-6Ωｍ）７と、円形状のｐ型電極８と、ｎ型電極９とを積層して構成されている。なお、以下の説明において、第１から第４の実施形態で説明した発光ダイオードと同じ部分については、重複する説明を省略する。
【００４７】
（２）また、他のＧａＰコンタクト層１１として、ｐ型（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐ層１１で形成された発光ダイオードを同時に作製した。その他の構成等については（１）と同様である。
【００４８】
（３）また、他のＧａＰコンタクト層１１として、ｐ型Ａｌ0.85Ｇａ0.15Ａｓ層１１で形成された発光ダイオードを同時に作製した。その他の構成等については（１）と同様である。
【００４９】
以下に、第５の実施形態の発光ダイオードについて評価した評価結果を表４に示す。
【表４】
上記した第５の実施形態の発光ダイオードによると、表４から明らかなように、いずれも第１の実施形態（表１）とほぼ同等である。また、歩留まりも同等であり、信頼性も相対出力が９５％以上と良好であった。
【００５１】
（第６の実施形態）
図４は、本発明の第６の実施形態に係る発光ダイオードの断面構造を示す図である。
（１）この発光ダイオードは、発光波長６３０ｎｍ帯付近の赤色ＬＥＤであり、ｎ型ＧａＡｓ基板１と、ｎ型（Ｓｅドープ）ＧａＡｓバッファ層（膜厚４００ｎｍ，キャリア濃度１×１０18ｃｍ-3）２と、ｎ型（Ｓｅドープ）（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層（膜厚３００ｎｍ，キャリア濃度１×１０18ｃｍ-3）３と、アンドープ（Ａｌ0.10Ｇａ0.90）0.5Ｉｎ0.5Ｐ活性層（膜厚６００ｎｍ）４と、（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐアンドープ層（膜厚３００ｎｍ）１０と、ｐ型（Ｚｎドープ）（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層（膜厚３００ｎｍ，キャリア濃度５×１０17ｃｍ-3）５と、ｐ型（Ｚｎドープ）ＧａＰコンタクト層（膜厚１５０ｎｍ，キャリア濃度５×１０18ｃｍ-3）１１と、アンドープＧａＰ層（膜厚２００ｎｍ）１２と、ｐ型（Ｚｎドープ）ＧａＰコンタクト層（膜厚１５０ｎｍ，キャリア濃度５×１０18ｃｍ-3）１１と、ｐ型（Ｚｎドープ）Ａｌ0.05Ｇａ0.95Ａｓ層（膜厚２５ｎｍ，キャリア濃度１×１０19ｃｍ-3）６と、透明導電膜であるＩＴＯ膜（比抵抗６．１×１０-6Ωｍ）７と、円形状のｐ型電極８と、ｎ型電極９とを積層して構成されている。なお、以下の説明において、第１から第５の実施形態で説明した発光ダイオードと同じ部分については、重複する説明を省略する。
【００５２】
（２）また、他のＧａＰコンタクト層１１として、ｐ型（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐ層１１で形成された発光ダイオードを同時に作製した。その他の構成等については（１）と同様である。
【００５３】
（３）また、他のＧａＰコンタクト層１１として、ｐ型Ａｌ0.85Ｇａ0.15Ａｓ層１１で形成された発光ダイオードを同時に作製した。その他の構成等については（１）と同様である。
【００５４】
（４）また、他のＧａＰ層１２として、アンドープ（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐ層１２で形成された発光ダイオードを同時に作製した。その他の構成等については（１）と同様である。
【００５５】
（５）また、他のＧａＰ層１２として、アンドープＡｌ0.85Ｇａ0.15Ａｓ層１２で形成された発光ダイオードを同時に作製した。その他の構成等については（１）と同様である。
【００５６】
以下に、第６の実施形態の発光ダイオードについて評価した評価結果を表５に示す。
【表５】
上記した第６の実施形態の発光ダイオードによると、発光特性および信頼性は、表５から明らかなように、いずれも第４の実施形態と同等若しくはそれ以上であった。また、歩留まりについても第４の実施形態と同等で良好な特性を示した。更に、このような構造にしたことによって負性抵抗を無くし、大きな電圧変動があっても損傷することのないＬＥＤを形成することが可能となった。
【００５８】
（第７の実施形態）
図５は、本発明の第７の実施形態に係る発光ダイオードの断面構造を示す図である。
（１）この発光ダイオードは、図２に示す構成と同様の断面構造を有する発光波長６３０ｎｍ帯付近の赤色ＬＥＤであり、ｎ型ＧａＡｓ基板１と、ｎ型（Ｓｅドープ）ＧａＡｓバッファ層（膜厚４００ｎｍ，キャリア濃度１×１０18ｃｍ-3）２と、ｎ型（Ｓｅドープ）（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層（膜厚３００ｎｍ，キャリア濃度１×１０18ｃｍ-3）３と、アンドープ（Ａｌ0.10Ｇａ0.90）0.5Ｉｎ0.5Ｐ活性層（膜厚６００ｎｍ）４と、（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐアンドープ層（膜厚３００ｎｍ）１０と、ｐ型（Ｚｎドープ）（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層（膜厚３００ｎｍ，キャリア濃度５×１０17ｃｍ‐ 3）５と、ｐ型Ａｌ0.05Ｇａ0.95Ａｓ層（膜厚２５ｎｍ，キャリア濃度１×１０19ｃｍ-3）６と、透明導電膜であるＩＴＯ膜（比抵抗６．２×１０-6Ωｍ）７と、円形状のｐ型電極８と、ｎ型電極９とを積層して構成されている。なお、以下の説明において、第１から第６の実施形態で説明した発光ダイオードと同じ部分については、重複する説明を省略する。
【００５９】
ｐ型Ａｌ0.05Ｇａ0.95Ａｓ層６は、添加物としてＭｇを用いたもの、Ｂｅを用いたもの、ＺｎとＭｇとを同時に添加したもの、ＺｎとＢｅとを同時に添加したもの、ＭｇとＢｅとを同時に添加したものを作製した。
【００６０】
以下に、第７の実施形態の発光ダイオードについて評価した評価結果を表６に示す。
【表６】
上記した第７の実施形態の発光ダイオードによると、表６から明らかなように、添加物としてＺｎ以外のＭｇやＢｅを用いた場合であっても順方向動作電圧を大にすることなく充分な発光出力を得ることが可能である。
【００６２】
（第８の実施形態）
図６は、本発明の第８の実施形態に係る発光ダイオードの断面構造を示す図である。
（１）この発光ダイオードは、図２に示す構成と同様の断面構造を有する発光波長６３０ｎｍ帯付近の赤色ＬＥＤであり、ｎ型ＧａＡｓ基板１と、ｎ型（Ｓｅドープ）ＧａＡｓバッファ層（膜厚４００ｎｍ，キャリア濃度１×１０18ｃｍ-3）２と、ｎ型（Ｓｅドープ）（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層（膜厚３００ｎｍ，キャリア濃度１×１０18ｃｍ-3）３と、アンドープ（Ａｌ0.15Ｇａ0. 85）0.5Ｉｎ0.5Ｐ活性層（膜厚６００ｎｍ）４と、（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐアンドープ層（膜厚３００ｎｍ）１０と、ｐ型（Ｚｎドープ）（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層（膜厚３００ｎｍ，キャリア濃度５×１０17ｃｍ-3）５と、ｐ型Ａｌ0.05Ｇａ0.95Ａｓ層（膜厚２５ｎｍ，キャリア濃度１×１０19ｃｍ-3）６と、透明導電膜であるＩＴＯ膜（比抵抗６．２×１０-6Ωｍ）７と、円形状のｐ型電極８と、ｎ型電極９とを積層して構成されている。なお、以下の説明において、第１から第７の実施形態で説明した発光ダイオードと同じ部分については、重複する説明を省略する。
【００６３】
ｐ型Ａｌ0.05Ｇａ0.95Ａｓ層６は、成長温度５５０℃でＣのオートドーピングを行っており、このことによってｐ型Ａｌ0.05Ｇａ0.95Ａｓ層６に添加するＺｎの添加量は、Ｚｎ添加を行った第１の実施形態に比べて少なくなっている。
【００６４】
この発光ダイオードのＬＥＤ特性を評価したところ、発光出力が２．７０ｍＷ、順方向電圧が１．９８Ｖであり、相対出力は９７％であった。また不良率も１％以下であることが確認された。このように、ＡｌＧａＡｓ層の成長温度を低くして、ＣのオートドーピングとＺｎ添加とを併用した場合でも、ＬＥＤ特性が良好であることが確認された。
【００６５】
上記したように、ＩＴＯ膜７とｐ型クラッド層５の間にＺｎおよびＭｇ又はＢｅを添加した、更には、添加物とＣのオートドーピングを併用させたｐ型ＡｌＧａＡｓ層６を設けた構成とすることにより、低動作電圧、良好な発光出力を併せ持ち、かつ再現性が良好なＬＥＤを製作でき、更にはＩＴＯ膜７の剥がれによる不良率と、逆方向電圧不良を合わせた不良率を１％以下に低減することに成功した。
【００６６】
また、活性層４とｐ型クラッド層５の間にアンドープ層１０、第２導電型低濃度１０、もしくは第１導電型低濃度１０を挿入しても、低動作電圧、良好な発光出力を併せ持ち、かつ再現性が良好なＬＥＤを製作でき、更にはＩＴＯ膜７の剥がれによる不良率が１％以下と非常に少なくすることができた。
【００６７】
更に、アンドープ層１０以外に、コンタクト層１１中にあるアンドープ層１２（抵抗層）を挿入することで、駆動電圧の変動に対しても強いＬＥＤを製作することができた。
【００６８】
本発明の最適条件についての根拠は、以下の通りである。
ＡｌＧａＡｓ層６のキャリア濃度が低いとトンネル電流が流れにくくなることや、ｐ型クラッド層５とのバンド不連続による順方向動作電圧の上昇が起こることから、ＡｌＧａＡｓ層６のキャリア濃度は１×１０19ｃｍ-3以上が望ましい。また、ＡｌＧａＡｓ層６のキャリア濃度は高いほど好ましい。
【００６９】
ＡｌＧａＡｓ層６は、活性層４のバンドギャップよりも小さいバンドギャップを有する。このため、発光した光に対して吸収層となり発光出力を低下させてしまう。よって、薄い方が望ましい。しかし、ＡｌＧａＡｓ層６の膜厚を過度に薄くするとトンネル電流が流れなくなることから、ＡｌＧａＡｓ層６の膜厚には最適値がある。
【００７０】
また、ＡｌＧａＡｓ層６のＡｌ組成が変化しても、発光した光の吸収度合いが変化する。更に、発光波長によっても光吸収の度合いが変化する。よってＡｌＧａＡｓ層６の膜厚は、発光波長、Ａｌ組成に依存する。このため、同じ発光波長でもＡｌＧａＡｓ層６のＡｌ組成によって最適な膜厚があり、ＡｌＧａＡｓ層６のＡｌ組成が同じでも、発光波長によって最適な膜厚がある。
【００７１】
発光波長が６３０ｎｍ帯の赤色発光素子であり、かつ、ＡｌＧａＡｓ層６のＡｌ組成が０．０１、つまりＡｌ0.01Ｇａ0.99Ａｓ層６である場合の膜厚は１〜３５ｎｍ程度が好ましく、より好ましくは２〜２５ｎｍである。
【００７２】
また、６３０ｎｍ帯の赤色発光素子であり、ＡｌＧａＡｓ層６のＡｌ組成が０．０５である場合の膜厚は１〜５０ｎｍ程度が好ましく、より好ましくは２〜２５ｎｍである。
【００７３】
また、６３０ｎｍ帯の赤色発光素子であり、ＡｌＧａＡｓ層６のＡｌ組成が０．１０である場合の膜厚は１〜７５ｎｍ程度が好ましく、より好ましくは２〜２５ｎｍである。
【００７４】
また、６３０ｎｍ帯の赤色発光素子であり、ＡｌＧａＡｓ層６のＡｌ組成が０．１５である場合の膜厚は１〜７５ｎｍ程度が好ましく、より好ましくは２〜３５ｎｍである。
【００７５】
また、６３０ｎｍ帯の赤色発光素子であり、ＡｌＧａＡｓ層６のＡｌ組成が０．２０である場合の膜厚は１〜７５ｎｍ程度がより好ましい。
【００７６】
また、６３０ｎｍ帯の赤色発光素子であり、ＡｌＧａＡｓ層６のＡｌ組成が０．２５である場合の膜厚は、１〜１００ｎｍ程度が好ましく、より好ましくは２〜７５ｎｍである。
【００７７】
また、６３０ｎｍ帯の赤色発光素子であり、ＡｌＧａＡｓ層６のＡｌ組成が０．２５以上である場合の膜厚は、１〜１００ｎｍ程度がより好ましく、より好ましくは２〜１００ｎｍである。
【００７８】
発光波長が５９０ｎｍ帯の黄色発光素子であり、かつ、ＡｌＧａＡｓ層６のＡｌ組成が０．０１、つまりＡｌ0.01Ｇａ0.99Ａｓ層６である場合の膜厚は、１〜３０ｎｍ程度が好ましく、より好ましくは２〜２０ｎｍである。
【００７９】
また、５９０ｎｍ帯の黄色発光素子であり、ＡｌＧａＡｓ層６のＡｌ組成が０．０５である場合の膜厚は１〜３０ｎｍ程度が好ましく、より好ましくは２〜２０ｎｍである。
【００８０】
また、５９０ｎｍ帯の黄色発光素子であり、ＡｌＧａＡｓ層６のＡｌ組成が０．１０である場合の膜厚は、１〜４０ｎｍ程度が好ましく、より好ましくは２〜２５ｎｍである。
【００８１】
また、５９０ｎｍ帯の黄色発光素子であり、ＡｌＧａＡｓ層６のＡｌ組成が０．１５である場合の膜厚は１〜５０ｎｍ程度が好ましく、より好ましくは２〜２５ｎｍである。
【００８２】
また、５９０ｎｍ帯の黄色発光素子であり、ＡｌＧａＡｓ層６のＡｌ組成が０．２０である場合の膜厚は１〜７５ｎｍ程度が好ましく、より好ましいのは２〜３０ｎｍである。
【００８３】
また、５９０ｎｍ帯の黄色発光素子であり、ＡｌＧａＡｓ層６のＡｌ組成が０．２５である場合の膜厚は１〜７５ｎｍ程度が好ましく、より好ましくは２〜５０ｎｍである。
【００８４】
また、５９０ｎｍ帯の黄色発光素子であり、ＡｌＧａＡｓ層６のＡｌ組成が０．２５である場合の膜厚は１〜７５ｎｍ程度が好ましく、より好ましくは２〜５０ｎｍである。
【００８５】
また、５９０ｎｍ帯の黄色発光素子であり、ＡｌＧａＡｓ層６のＡｌ組成が０．３０である場合の膜厚は１〜７５ｎｍ程度が好ましく、より好ましくは２〜５０ｎｍである。
【００８６】
また、５９０ｎｍ帯の黄色発光素子であり、ＡｌＧａＡｓ層６のＡｌ組成が０．３５である場合の膜厚は１〜７５ｎｍ程度が好ましく、より好ましくは２〜５０ｎｍである。
【００８７】
また、５９０ｎｍ帯の黄色発光素子であり、ＡｌＧａＡｓ層６のＡｌ組成が０．４０である場合の膜厚は１〜１００ｎｍ程度が好ましく、より好ましくは２〜７５ｎｍである。
【００８８】
また、５９０ｎｍ帯の黄色発光素子であり、ＡｌＧａＡｓ層６のＡｌ組成が０．４３である場合の膜厚は１〜１００ｎｍ程度が好ましく、より好ましくは２〜１００ｎｍである。
【００８９】
発光波長が５６０ｎｍ帯の緑色発光素子であり、かつＡｌＧａＡｓ層６のＡｌ組成が０．０１、つまりＡｌ0.01Ｇａ0.99Ａｓ層６である場合の膜厚は１〜２５ｎｍ程度が好ましく、より好ましくは２〜１５ｎｍである。
【００９０】
また、５６０ｎｍ帯の緑色発光素子であり、ＡｌＧａＡｓ層６のＡｌ組成が０．０５である場合の膜厚は１〜２５ｎｍ程度が好ましく、より好ましくは２〜１５ｎｍである。
【００９１】
また、５６０ｎｍ帯の緑色発光素子であり、ＡｌＧａＡｓ層６のＡｌ組成が０．１０である場合の膜厚は１〜３０ｎｍ程度が好ましく、より好ましくは２〜２０ｎｍである。
【００９２】
また、５６０ｎｍ帯の緑色発光素子であり、ＡｌＧａＡｓ層６のＡｌ組成が０．１５である場合の膜厚は１〜４０ｎｍ程度が好ましく、より好ましくは２〜２０ｎｍである。
【００９３】
また、５６０ｎｍ帯の緑色発光素子であり、ＡｌＧａＡｓ層６のＡｌ組成が０．２０である場合の膜厚は１〜５０ｎｍ程度が好ましく、より好ましくは２〜２０ｎｍである。
【００９４】
また、５６０ｎｍ帯の緑色発光素子であり、ＡｌＧａＡｓ層６のＡｌ組成が０．２５である場合の膜厚は１〜５０ｎｍ程度が好ましく、より好ましくは２〜２０ｎｍである。
【００９５】
また、５６０ｎｍ帯の緑色発光素子であり、ＡｌＧａＡｓ層６のＡ１組成が０．２５である場合の膜厚は１〜５０ｎｍ程度が好ましく、より好ましくは２〜２０ｎｍである。
【００９６】
また、５６０ｎｍ帯の緑色発光素子であり、ＡｌＧａＡｓ層６のＡｌ組成が０．３０である場合の膜厚は１〜５０ｎｍ程度が好ましく、より好ましくは２〜２０ｎｍである。
【００９７】
また、５６０ｎｍ帯の緑色発光素子であり、ＡｌＧａＡｓ層６のＡｌ組成が０，３５である場合の膜厚は、１〜５０ｎｍ程度が好ましく、より好ましくは２〜２０ｎｍである。
【００９８】
また、５６０ｎｍ帯の緑色発光素子であり、ＡｌＧａＡｓ層６のＡ１組成が０．４０である場合の膜厚は１〜７５ｎｍ程度が好ましく、より好ましくは２〜５０ｎｍである。
【００９９】
ＩＴＯ膜７は、比抵抗が高いとトンネル電流が流れなくなったり、流れにくくなることから、順方向動作電圧が高くなる。また、電流分散効果も薄れ、発光出力が低くなる。このことから、ＩＴＯ膜７の比抵抗は低いほど好ましい。
【０１００】
ＩＴＯ膜７の比抵抗は、好ましくは１×１０-5Ωｍ以下であり、より好ましくは７×１０-6Ωｍ以下である。
【０１０１】
ＩＴＯ膜７は、その膜厚が薄いと電流分散効果が薄れ、発光出力が低くなることから、ＩＴＯ膜７の膜厚は厚いほど好ましい。ＩＴＯ膜７の膜厚は、好ましくは５０ｎｍ以上であり、より好ましくは２００ｍ以上である。
【０１０２】
ＡｌＧａＡｓ層６は、高温で成長すると結晶性が良い。結晶性が良いと、同じキャリア濃度でもトンネル電流が流れにくくなる。また、ｐ型クラッド層５とのバンド不連続による順方向動作電圧の上昇が起こりやすくなる。このためＡｌＧａＡｓ層６の結晶性はあまり良くない方が良い。従って、ＡｌＧａＡｓ層６の成長温度は６００℃以下が好ましく、より好ましくは６００〜４５０℃である。
【０１０３】
ＡｌＧａＡｓ層６は、Ｖ／ＩＩＩ比を高くして成長すると結晶性が良い。結晶性が良いと、同じキャリア濃度でもトンネル電流が流れにくくなる。また、ｐ型クラッド層５とのバンド不連続による順方向動作電圧の上昇が起こりやすくなる。このためＡｌＧａＡｓ層６の結晶性はあまり良くない方が良い。従って、ＡｌＧａＡｓ層６のＶ／ＩＩＩ比は低い方が好ましい。
【０１０４】
ＡｌＧａＡｓ層６は、Ｖ／ＩＩＩ比を低くすると、Ｃが自動的に添加される量（オートドーピング）が増加する。このためＡｌＧａＡｓ層６のＶ／ＩＩＩ比を低くすると、高キャリア濃度化しやすく、かつ、結晶の質が低下する。よって、順方向動作電圧を低くするには、ＡｌＧａＡｓ層６のＶ／ＩＩＩ比を５０以下にするのが好ましい。より好ましくはＶ／ＩＩＩ比が１０以下である。
【０１０５】
活性層４とクラッド層５の間に挿入するアンドープ層１０の厚さは厚いほど、発光出力および信頼性は向上する。これは、クラッド層５に入っているＺｎが活性層中へ拡散して入るのを抑え、拡散による欠陥を抑止できるからである。ただし、ある一定の厚さ以上になれば、アンドープ層１０の効果は小さくなり、発光出力および信頼性の向上は飽和状態になる。またアンドープ層１０の厚さが厚くなっていくことにより、順方向動作電圧が高くなる。更に、コストも高くなる。このことから、アンドープ層１０は過度に厚過ぎない適当な厚さが好ましい。このためアンドープ層１０の厚さは１００ｎｍ以上が好ましい。より好ましくは３００〜３０００ｎｍである。
【０１０６】
ＡｌＧａＡｓ層６は、Ａｌが少しでも含まれていればＩＴＯ膜７の密着性を良くすることができる。このことから、ＡｌＧａＡｓ層６にはＡｌが少しでも含まれていれば良い。より好ましくはＡｌ組成が０．０５以上である。しかし、ＡｌＧａＡｓ層６のＡｌ組成を０．４３より大きくするとＡｌＧａＡｓ層６が間接遷移になりトンネル電流を流しにくくなる。このためＡｌＧａＡｓ層６は、Ａｌ組成を０．０１から０．４３の範囲に設けるのが好ましい。より好ましくは０．０５から０．４である。
【０１０７】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明の発光ダイオードによると、第２導電型クラッド層と金属酸化物窓層との間に活性層よりバンドギャップの小さいＡｌＧａＡｓ層（ＡｌXＧａ1-XＡｓ（０．０１≦Ｘ≦０．４３））を有するようにしたため、透明導電膜剥がれによる歩留まり低下を防止し、中間バンドギャップ層を設けなくても順方向動作電圧を低くできるとともに高輝度、低動作電圧、低価格、高信頼性であり、再現性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る発光ダイオードの断面構造を示す図である。
【図２】第４の実施形態に係る発光ダイオードの断面構造を示す図である。
【図３】第５の実施形態に係る発光ダイオードの断面構造を示す図である。
【図４】第６の実施形態に係る発光ダイオードの断面構造を示す図である。
【図５】第７の実施形態に係る発光ダイオードの断面構造を示す図である。
【図６】第８の実施形態に係る発光ダイオードの断面構造を示す図である。
【図７】ＩＴＯ膜を用いた従来の発光ダイオードの断面構造を示す図である。
【符号の説明】
１ ｎ型ＧａＡｓ基板
２ ｎ型ＧａＡｓバッファ層
３ ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層
４ ＡｌＧａＩｎＰ活性層
５ ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層
６ ｐ型ＡｌＧａＡｓ層
７ ＩＴＯ膜
８ ｐ型電極
９ ｎ型電極
１０ アンドープ層
１１ ｐ型ＧａＰコンタクト層
１２ アンドープＧａＰ層
１３ ｐ型ＧａＡｓ層
Claims (4)
- 第１導電型の基板と、
前記基板上に積層された第１導電型クラッド層と第２導電型クラッド層との間に活性層が設けられる発光部と、
前記発光部の上に積層される金属酸化物窓層と、
前記の金属酸化物窓層の表面側に形成された第１の電極と、
前記基板の裏面の全面又は部分的に形成された第２の電極と、
前記第２導電型クラッド層と前記金属酸化物窓層との間に前記活性層よりバンドギャップの小さい直接遷移型のＡｌＧａＡｓ層（ただし、前記ＡｌＧａＡｓ層はＡｌＸＧａ１−ＸＡｓ（０．０１≦Ｘ≦０．４３）からなる）とを有し、
前記ＡｌＧａＡｓ層には、Ｚｎ、Ｂｅ、およびＭｇの少なくとも１つとＣが併用して添加され、キャリア濃度が１×１０ １９ ｃｍ −３ 以上であることを特徴とする発光ダイオード。 - 前記金属酸化物窓層は、酸化インジウム錫からなることを特徴とする請求項１記載の発光ダイオード。
- 前記発光部は、（Ａｌ Ｘ Ｇａ １−Ｘ ） Ｙ Ｉｎ １−Ｙ Ｐ（０≦Ｘ≦１、０≦Ｙ≦１）の材料からなることを特徴とする請求項１記載の発光ダイオード。
- ＭＯＶＰＥ法により、第１導電型の基板上に、第１導電型クラッド層、活性層、及び第２導電型クラッド層を順次積層して発光部を形成後、
Ｖ／ＩＩＩ比が５０以下かつ成長温度が６００℃以下の条件下で、前記活性層よりバンドギャップの小さい直接遷移型のＡｌＧａＡｓ層（ただし、前記ＡｌＧａＡｓ層はＡｌ Ｘ Ｇａ １−Ｘ Ａｓ（０．０１≦Ｘ≦０．４３）からなる）を形成し、かつ前記ＡｌＧａＡｓ層に、Ｚｎ、Ｂｅ、およびＭｇの少なくとも１つを添加すると共に、Ｃをオートドーピングにより併用して添加することにより、キャリア濃度を１×１０ １９ ｃｍ −３ 以上とし、
次いで、前記ＡｌＧａＡｓ層の上に金属酸化物窓層を積層し、
更に、前記金属酸化物窓層の表面側、及び前記基板の裏面の全面又は一部の面に、それぞれ第１の電極、第２の電極を形成することを特徴とする発光ダイオードの製造方法。
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