JPH04179279A - 微小発光領域面発光素子およびその作製方法 - Google Patents

微小発光領域面発光素子およびその作製方法

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JPH04179279A
JPH04179279A JP2306164A JP30616490A JPH04179279A JP H04179279 A JPH04179279 A JP H04179279A JP 2306164 A JP2306164 A JP 2306164A JP 30616490 A JP30616490 A JP 30616490A JP H04179279 A JPH04179279 A JP H04179279A
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JP
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JP2306164A
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English (en)
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Mikio Matsumoto
幹雄 松本
Hiroaki Iwao
岩生 浩明
Kensuke Funabiki
船引 健介
Masahiro Sugimura
昌宏 杉村
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Omron Corp
Original Assignee
Omron Corp
Omron Tateisi Electronics Co
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 この発明は微小発光領域面発光素子およびその作製方法
に関する。
従来技術 第2図は従来の発光領域を制限した面発光ダイオード(
微小発光領域面発光LEDという)の構造を示すもので
ある。発光波長850nmのGaAs /AlGaAs
系LEDを例にとってその構造を具体的に述べると、p
型GaAs基板11上に、 LPE法。
MOCVD法等により、p型Alo、 aGa o、 
7As下部クラッド層12.p型または1型AlGa 
  AsO,030,97 活性層13.n型A(! a、 3G a o、 7 
A S 1部クラッド層14およびn型GaAsコンタ
クト層15を順次成長させ、その後、下部クラッド層1
2に達するまて円形メサ状にエツチングする。次に、ポ
リイミド樹脂16によりメサ構造の周囲を埋込み、さら
に、−に。
下にA u /G e /N i等のn型オーミック電
極18およびA u /Z n等の■)型オーミック電
極1?を蒸着により形成する。最後に、光を」1方に取
出すために。
上部電極18とGaAsコンタクト層I5の一部をエツ
チングにより除去する。この除去された部分が光の出射
領域となる。
しかしながらこのような微小発光領域面発光1、 E 
Dでは光出射領域を形成するために、」二部電極18の
みならずコンタクト層15の一部をエツチングにより除
去しなければならないので作製プロセスが複雑化してい
る。
また、活性層13で発生した光は屈折率の高い(屈折率
3.4N)上部クラッド層14から屈折率の低い(屈折
率1,0)空気中に出射することになるので、界面での
屈折率差が大きく、全反射か生じやすく光の取出し効率
が低いという問題がある。
さらにA1組成比が比較的高い上部クラッド層14が空
気と接するため、長期の使用により表面が酸化し2発光
出力が低下してしまう。
発明の目的 この発明は、微小発光領域面発光素子の作製プロセスを
簡素化することを目的とする。
この発明はまた。微小発光領域面発光素子の光取出し効
率を高めることを目的とする。
この発明はさらに、微小発光領域面発光素子の長寿命化
を図ることを目的とする。
発明の構成9作用および効果 この発明による微小発光領域面発光素子は、基板上に少
なくとも下部クラッド層、活性層、上部クラッド層およ
びコンタクト層が形成され、かつ少なくともコンタクト
層、上部クラッド層および活性層がメサ構造に形成され
ており、上部クラッド層およびコンタクト層が活性層で
発生した光に対して透明な材料で形成され、活性層で発
生した光が」二部クラッド層およびコンタクト層を通し
て外部に出射する構造となっているものである。
この発明による微小発光領域面発光素子の作製方法は、
基板上に、少なくとも下部クラット層。
活性層、上部クラッド層およびコンタクト層を順次形成
するとともに少なくともコンタクト層、上部クラッド層
および活性層をメサ状にエツチングするときに、コンタ
クト層を活性層で発生する光に対して透明な材料を用い
て形成し、コンタクト層上にその光出射領域を除いて電
極を形成し、活性層で発生した光がコンタクト層の光出
射領域を通して外部に出射するようにするものである。
発光波長に対して透明なコンタクト層が設けられている
ので、活性層で発生した光をコンタクト層を通して外部
に出射させることが可能となる。
したがって、従来のようにコンタクト層の光出射領域を
エツチングにより除去する必要がなく作製プロセスを簡
略化す・ることかできる。
この発明による微小発光領域面発光素子においては、さ
らにコンタクト層の光出射領域がコンタクト層の屈折率
よりも小さい屈折率をもつ透明誘電体で被覆されている
−〇 − この発明による微小発光領域面発光素子の作製方法によ
るとさらに、コンタクト層の光出射領域をコンタクト層
の屈折率よりも小さい屈折率をもつ透明誘電体で被覆す
る。
コンタクト層の光出射領域をコンタクト層の屈折率より
も小さい屈折率をもつ透明誘電体で被覆しているので、
活性層で発生した光はコンタクト層および透明誘電体を
通して外部に出射する。誘電体はコンタクト層よりも屈
折率が小さいので。
空気との界面における屈折率差は小さくなり、光の取出
し効率を高めることができる。さらにコンタクト層は誘
電体で被覆されているので、コンタクト層の劣化を防止
でき、長期間にわたる使用によっても光取出し部の物性
の変化が少なく1発光素子の長寿命化を図ることができ
る。誘電体としては化学的に安定な材料を用いることが
好ましい。
さらに好ましくはコンタクト層を、コンタクト層の屈折
率よりも小さい屈折率をもつ透明絶縁性誘電体で被覆す
るとともにコンタクト用にその一部を除去し、光出射領
域を除いて誘電体−Lに電極を形成する。
これによりコンタクト層を保護する誘電体と電極下に設
ける絶縁体とを共用し、かつ同時に形成することができ
るので1作製プロセスの簡素化を図ることが可能となる
この発明による微小発光領域面発光素子をGaAs /
 AA GaAs系半導体祠料を用いて作製する場合に
は、コンタクト層をAI’!、 G a r□As層、
活性層をAI! YG a + −、A s層とし、各
層のA4組成比をそれぞれx、yとすると、  y +
0.05< x < y+0.2が好ましい。コンタク
ト層のA/紹成比Xを活性層のAA組組成比上りも太き
くシ、そのバンドギャップを大きくすることにより、コ
ンタクト層は活性層で発生した光を透過させることが好
ましい。コンタクト層のA/絹成比Xの下限y +0.
05は活性層の光吸収帯を充分に避σJるためである。
上限y十0.2は、コンタクト層と電極とのオーミック
・コンタクトを確保するためである。
コンタクト層のAA絹成比が03程度以下であればオー
ミック・コンタクトを確保できるから、yの最大値を0
.1 とした場合に、y+0.2がA1組成比のXの」
−限となる。
実施例 第1図はこの発明による微小発光領域面発光素子の実施
例を示すものであり、この実施例はこの発明を微小発光
領域面発光1、EDに適用したものである。
この微小発光領域面発光LEDの構造を、その作製方法
を説明することにより明らかにする。
p−GaAs基板1上に、  P−A10.3Ga、7
As下部クラッド層(厚さHμm) 2. p−−An
o、o3G a O,97A S活性層(厚さ2μm)
 3.  n−A40.3Ga、7As J一部クラッ
ド層(厚さ6μm)4゜+ 0、15  0.85ASコンタクト層(厚さ1,5n
−A7!     Ga μm)5をLE[)法を用いて順次結晶成長させ、続い
てコンタクト層5から下部クラッド層2に達するまで円
形メサ状にエツチングする。さらに9円形メサ構造の上
面1周囲および下部クラッド層6の」−面にスパッタリ
ングまたはCVD法により8102膜6を形成する。5
102膜6の厚さdは。
最大の透過率が得られるように、cl=(λ/2n)m
 (m=、2,3.・・・)に設定する。
ここてλは発光波長、nはSin、膜の屈+11率であ
る。S i O2膜6のコンタクト部(環状)とダイシ
ング・ストリートに当る部分をHF系エッチャントを用
いてエツチングにより除去する。さらに。
基板1の下面にAu/Zn、 Au n電極7を、31
02膜6」二にAu/Ge/Ni、 Au n電極8を
形成する。
n電極8は5102膜6の除去された環状コンタクト部
を通してコンタクト層5に接触する。最後に、光出射領
域を形成するために9円形メサ構造」二面の中央部にお
いてn電極8を、リフトオフ法またはエツチング法によ
り1円形に除去する。
電極7と8との間に電流を流すことにより活性層3で発
光が起り、その光はコンタクト層5および5in2膜6
を通して上方に向って外部に出射する。
以」―の構造をもつ微小発光領域LEDによると。
第2図に示す従来例に比へ30%の光出力の向上が得ら
れた。また」1記従来例では、80℃50mAの条件下
における通電テストで3000時間で15%程度の光出
力ダウンかみられたが、この実施例の微小発光領域L 
E Dでは光出力ダウンが5%程度に押えられている。
」1記実施例では絶縁性誘電体として5in2が使用さ
れているが、  Si、N4.  AA20.  等の
無機薄膜、ポリイミド等の有機厚膜を用いることもてき
る。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の実施例の微小発光領域LEDの断面
図である。 第2図は従来例を示す一部切欠き斜視図である。 1 ・−1) −GaAs基板。 2 ・p−AAo3Gao、7As上部クラッド層。 3 ・・p−−An   Ga   As活性層。 0.03 0.97 4−−− n−Al、 3Ga、 7As上部クラッド
層。 −11= 6S102膜。 7− Au/Zn、 Au +)電極。 8− Au/Ge/Ni、 Au n電極。 以  上

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)基板上に少なくとも下部クラッド層、活性層、上
    部クラッド層およびコンタクト層が形成され、かつ少な
    くともコンタクト層、上部クラッド層および活性層がメ
    サ構造に形成されており、上部クラッド層およびコンタ
    クト層が活性層で発生した光に対して透明な材料で形成
    され、活性層で発生した光が上部クラッド層およびコン
    タクト層を通して外部に出射する、微小発光領域面発光
    素子。
  2. (2)コンタクト層の光出射領域がコンタクト層の屈折
    率よりも小さい屈折率をもつ透明誘電体で被覆されてい
    る、請求項(1)に記載の微小発光領域面発光素子。
  3. (3)基板上に、少なくとも下部クラッド層、活性層、
    上部クラッド層およびコンタクト層を順次形成するとと
    もに少なくともコンタクト層、上部クラッド層および活
    性層をメサ状にエッチングするときに、コンタクト層を
    活性層で発生する光に対して透明な材料を用いて形成し
    、 コンタクト層上にその光出射領域を除いて電極を形成し
    、 活性層で発生した光がコンタクト層の光出射領域を通し
    て外部に出射するようにする、 微小発光領域面発光素子の作製方法。
  4. (4)コンタクト層の光出射領域をコンタクト層の屈折
    率よりも小さい屈折率をもつ透明誘電体で被覆する、請
    求項(3)に記載の微小発光領域面発光素子の作製方法
  5. (5)コンタクト層を、コンタクト層の屈折率よりも小
    さい屈折率をもつ透明絶縁性誘電体で被覆するとともに
    コンタクト用にその一部を除去し、光出射領域を除いて
    誘電体上に電極を形成する、請求項(3)に記載の微小
    発光領域面発光素子の作製方法。
  6. (6)面発光素子をGaAs/AlGaAs系半導体材
    料をを用いて作製し、コンタクト層をAl_xGa_1
    _−_xAs層で形成し、活性層をAl_yGa_1_
    −_yAs層で形成し、y+0.05<x<y+0.2
    とする、請求項(3)から(5)のいずれか一項に記載
    の微小発光領域面発光素子の作製方法。
JP2306164A 1990-11-14 1990-11-14 微小発光領域面発光素子およびその作製方法 Pending JPH04179279A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006073077A1 (ja) * 2005-01-05 2006-07-13 Dowa Electronics Materials Co., Ltd. 赤外発光ダイオード及びその製造方法
WO2021095717A1 (ja) * 2019-11-12 2021-05-20 ソニー株式会社 半導体発光素子および電子機器

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US8017960B2 (en) 2005-01-05 2011-09-13 Dowa Electronics Materials Co., Ltd. Infrared emitting diode and method of its manufacture
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