JPH0541537A - 発光領域制限型発光ダイオード及びその製造方法 - Google Patents
発光領域制限型発光ダイオード及びその製造方法Info
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- JPH0541537A JPH0541537A JP21797591A JP21797591A JPH0541537A JP H0541537 A JPH0541537 A JP H0541537A JP 21797591 A JP21797591 A JP 21797591A JP 21797591 A JP21797591 A JP 21797591A JP H0541537 A JPH0541537 A JP H0541537A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 ＡｌＧａＩｎＰ／ＧａＩｎＰ系ＬＥＤにおい
て、上クラッド層を酸化させず且つＰ原子を離脱させる
ことなく、上クラッド層の表面に発光波長に対し透明な
ＡｌＧａＡｓ若しくはＡｌＧａＩｎＰ層を成長させる。 【構成】 基板１の上に、下クラッド層２、活性層３、
上クラッド層４、酸化防止膜５、エッチングストップ層
６及び電流阻止層７を順次成長させる。次いで、所定の
径の発光部を開けて表面をマスクで被覆し、ＮＨ4Ｏ
Ｈ：１０Ｈ2Ｏ2で電流阻止層７を、煮沸濃塩酸（ｃｏｎ
ｃ.ＨＣｌ）でエッチングストップ層６をエッチング
し、酸化防止膜５を露出させる。マスク除去後、ＭＢＥ
もしくはＭＯＣＶＤ装置中に入れて加熱し酸化防止膜５
を上クラッド層４が露出するまで蒸発させ、露出と同時
に発光波長に対し透明な再成長層８及びキャップ層９を
成長させる。
て、上クラッド層を酸化させず且つＰ原子を離脱させる
ことなく、上クラッド層の表面に発光波長に対し透明な
ＡｌＧａＡｓ若しくはＡｌＧａＩｎＰ層を成長させる。 【構成】 基板１の上に、下クラッド層２、活性層３、
上クラッド層４、酸化防止膜５、エッチングストップ層
６及び電流阻止層７を順次成長させる。次いで、所定の
径の発光部を開けて表面をマスクで被覆し、ＮＨ4Ｏ
Ｈ：１０Ｈ2Ｏ2で電流阻止層７を、煮沸濃塩酸（ｃｏｎ
ｃ.ＨＣｌ）でエッチングストップ層６をエッチング
し、酸化防止膜５を露出させる。マスク除去後、ＭＢＥ
もしくはＭＯＣＶＤ装置中に入れて加熱し酸化防止膜５
を上クラッド層４が露出するまで蒸発させ、露出と同時
に発光波長に対し透明な再成長層８及びキャップ層９を
成長させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、発光領域制限型発光ダ
イオードに関する。詳しくは、ＡｌＧａＩｎＰ／ＧａＩ
ｎＰ系の発光領域制限型（電流狭窄構造）の発光ダイオ
ードに関する。
イオードに関する。詳しくは、ＡｌＧａＩｎＰ／ＧａＩ
ｎＰ系の発光領域制限型（電流狭窄構造）の発光ダイオ
ードに関する。
【０００２】
【従来の技術】図４（ａ）（ｂ）は、従来の発光領域制
限型の上面出射型ＡｌＧａＡｓ系発光ダイオード（ＬＥ
Ｄ）Ｂを示す平面図及び断面図である。
限型の上面出射型ＡｌＧａＡｓ系発光ダイオード（ＬＥ
Ｄ）Ｂを示す平面図及び断面図である。
【０００３】このＡｌＧａＡｓ系発光ダイオードＢは、
ｐ−ＧａＡｓ基板４１の上にｐ−Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓ下
クラッド層４２、ｐ−ＧａＡｓ活性層４３、ｎ−Ａｌ
0.3Ｇａ0.7Ａｓ上クラッド層４４及びｐ−ＧａＡｓ電流
阻止層４５を形成した後、フォトリソグラフィー工程等
によりｐ−ＧａＡｓ電流阻止層４５の中央部を所望の発
光径でｎ−Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓ上クラッド層４４上面が
露出するまでエッチング除去し、次いでｎ−Ａｌ0.3Ｇ
ａ0.7Ａｓキャップ層４６を成長させて全体としてはｐ
ｎｐｎ構造とし、中央の発光部分のみｐｎ構造としてい
る。さらに、ｎ−Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓキャップ層４６の
上面には発光窓５０を開口するようにしてｎ側電極４７
を設け、ｐ−ＧａＡｓ基板４１の下面にはｐ側電極４８
を設けている。
ｐ−ＧａＡｓ基板４１の上にｐ−Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓ下
クラッド層４２、ｐ−ＧａＡｓ活性層４３、ｎ−Ａｌ
0.3Ｇａ0.7Ａｓ上クラッド層４４及びｐ−ＧａＡｓ電流
阻止層４５を形成した後、フォトリソグラフィー工程等
によりｐ−ＧａＡｓ電流阻止層４５の中央部を所望の発
光径でｎ−Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓ上クラッド層４４上面が
露出するまでエッチング除去し、次いでｎ−Ａｌ0.3Ｇ
ａ0.7Ａｓキャップ層４６を成長させて全体としてはｐ
ｎｐｎ構造とし、中央の発光部分のみｐｎ構造としてい
る。さらに、ｎ−Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓキャップ層４６の
上面には発光窓５０を開口するようにしてｎ側電極４７
を設け、ｐ−ＧａＡｓ基板４１の下面にはｐ側電極４８
を設けている。
【０００４】これにより、ｎ−Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓ上ク
ラッド層４４とｐ−ＧａＡｓ電流阻止層４５の境界面は
逆バイアス電圧を加えられたときに電流阻止面となり、
中央部の電流通路領域４９にのみ電流が流れる電流狭窄
構造が実現されている。
ラッド層４４とｐ−ＧａＡｓ電流阻止層４５の境界面は
逆バイアス電圧を加えられたときに電流阻止面となり、
中央部の電流通路領域４９にのみ電流が流れる電流狭窄
構造が実現されている。
【０００５】しかしながら、ＡｌＧａＡｓ系の発光ダイ
オードにおいては、Ａｌ濃度を大きくして発光の可視光
化すなわち短波長化を図ると、それに伴い量子効率が低
下して発光強度が弱くなり、ハイパワーの発光ダイオー
ドを製造することが困難である。
オードにおいては、Ａｌ濃度を大きくして発光の可視光
化すなわち短波長化を図ると、それに伴い量子効率が低
下して発光強度が弱くなり、ハイパワーの発光ダイオー
ドを製造することが困難である。
【０００６】これに対し、ＡｌＧａＩｎＰ／ＧａＩｎＰ
系の発光ダイオードでは、可視光における量子効率の大
きな発光ダイオードを製作することができる。しかし、
この発光ダイオードでは、ＡｌＧａＩｎＰ上クラッド層
上に発光波長に対し透明な層を成長させることが難し
く、活性層から光を効率よく取り出すことが困難であっ
た。
系の発光ダイオードでは、可視光における量子効率の大
きな発光ダイオードを製作することができる。しかし、
この発光ダイオードでは、ＡｌＧａＩｎＰ上クラッド層
上に発光波長に対し透明な層を成長させることが難し
く、活性層から光を効率よく取り出すことが困難であっ
た。
【０００７】つまり、電流阻止層の一部をＡｌＧａＩ
ｎＰ上クラッド層上面までエッチング除去する際に、こ
のＡｌＧａＩｎＰ上クラッド層の表面が大気中で酸化さ
れる、あるいは、ＡｌＧａＩｎＰ再成長層の再成長の
開始までの加熱時にＡｌＧａＩｎＰ上クラッド層からＰ
（燐）原子が離脱する、といった原因によりＡｌＧａＩ
ｎＰ上クラッド層の表面が変質するので、ＡｌＧａＩｎ
Ｐ上クラッド層上にさらにＡｌＧａＩｎＰ等の層を形成
したときに欠陥が発生し易く、発光波長に対し透明な層
を成長させることが難しかった。
ｎＰ上クラッド層上面までエッチング除去する際に、こ
のＡｌＧａＩｎＰ上クラッド層の表面が大気中で酸化さ
れる、あるいは、ＡｌＧａＩｎＰ再成長層の再成長の
開始までの加熱時にＡｌＧａＩｎＰ上クラッド層からＰ
（燐）原子が離脱する、といった原因によりＡｌＧａＩ
ｎＰ上クラッド層の表面が変質するので、ＡｌＧａＩｎ
Ｐ上クラッド層上にさらにＡｌＧａＩｎＰ等の層を形成
したときに欠陥が発生し易く、発光波長に対し透明な層
を成長させることが難しかった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、このよう
な従来の問題点に鑑みてなされたものであり、ＡｌＧａ
ＩｎＰ／ＧａＩｎＰ系の発光領域制限型発光ダイオード
において、ＡｌＧａＩｎＰ上クラッド層を酸化させず、
かつＰ原子を離脱させずに発光波長に対し透明なＡｌＧ
ａＡｓ若しくはＡｌＧａＩｎＰ層を成長させることが可
能な製造方法を提供するとともに、この製造方法により
新規な発光領域制限型発光ダイオードを提供することを
目的としている。
な従来の問題点に鑑みてなされたものであり、ＡｌＧａ
ＩｎＰ／ＧａＩｎＰ系の発光領域制限型発光ダイオード
において、ＡｌＧａＩｎＰ上クラッド層を酸化させず、
かつＰ原子を離脱させずに発光波長に対し透明なＡｌＧ
ａＡｓ若しくはＡｌＧａＩｎＰ層を成長させることが可
能な製造方法を提供するとともに、この製造方法により
新規な発光領域制限型発光ダイオードを提供することを
目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の発光領域制限型
発光ダイオードは、ＡｌＧａＩｎＰ／ＧａＩｎＰ系の発
光領域制限型発光ダイオードにおいて、ＡｌＧａＩｎＰ
上クラッド層の上方に電流阻止層を形成し、当該電流阻
止層から前記上クラッド層に向けて電流通路領域を形成
するための開口をあけて当該上クラッド層を露出させ、
発光波長に対し透明なＡｌＧａＡｓ若しくはＡｌＧａＩ
ｎＰ再成長層を前記電流阻止層及び上クラッド層の上に
形成したことを特徴としている。
発光ダイオードは、ＡｌＧａＩｎＰ／ＧａＩｎＰ系の発
光領域制限型発光ダイオードにおいて、ＡｌＧａＩｎＰ
上クラッド層の上方に電流阻止層を形成し、当該電流阻
止層から前記上クラッド層に向けて電流通路領域を形成
するための開口をあけて当該上クラッド層を露出させ、
発光波長に対し透明なＡｌＧａＡｓ若しくはＡｌＧａＩ
ｎＰ再成長層を前記電流阻止層及び上クラッド層の上に
形成したことを特徴としている。
【００１０】本発明の発光領域制限型発光ダイオードの
製造方法は、ＡｌＧａＩｎＰ／ＧａＩｎＰ系の発光領域
制限型発光ダイオードの製造方法であって、第１回目の
成長工程において、ＡｌＧａＩｎＰ上クラッド層の上面
に酸化防止膜を形成すると共にその上方に電流阻止層を
形成し、この後、電流阻止層から前記酸化防止膜に向け
て電流通路になる領域をエッチング除去して酸化防止膜
を露出させた後、第２回目の成長工程において、前記酸
化防止膜の露出部分を蒸発させて当該領域の上クラッド
層を露出させ、発光波長に対し透明なＡｌＧａＡｓ若し
くはＡｌＧａＩｎＰ再成長層を前記電流阻止層及び上ク
ラッド層の上に結晶成長させることを特徴としている。
製造方法は、ＡｌＧａＩｎＰ／ＧａＩｎＰ系の発光領域
制限型発光ダイオードの製造方法であって、第１回目の
成長工程において、ＡｌＧａＩｎＰ上クラッド層の上面
に酸化防止膜を形成すると共にその上方に電流阻止層を
形成し、この後、電流阻止層から前記酸化防止膜に向け
て電流通路になる領域をエッチング除去して酸化防止膜
を露出させた後、第２回目の成長工程において、前記酸
化防止膜の露出部分を蒸発させて当該領域の上クラッド
層を露出させ、発光波長に対し透明なＡｌＧａＡｓ若し
くはＡｌＧａＩｎＰ再成長層を前記電流阻止層及び上ク
ラッド層の上に結晶成長させることを特徴としている。
【００１１】また、上記発光領域制限型発光ダイオード
の製造方法の発明にあっては、第１回目の成長工程にお
いて、ＡｌＧａＩｎＰ上クラッド層の上面に酸化防止膜
とエッチングストップ層を順次積層すると共にその上方
に電流阻止層を形成しておいてもよい。
の製造方法の発明にあっては、第１回目の成長工程にお
いて、ＡｌＧａＩｎＰ上クラッド層の上面に酸化防止膜
とエッチングストップ層を順次積層すると共にその上方
に電流阻止層を形成しておいてもよい。
【００１２】
【作用】本発明による発光ダイオードにあっては、発光
波長に対し透明なＡｌＧａＡｓ若しくはＡｌＧａＩｎＰ
再成長層を前記電流阻止層及び上クラッド層の上に形成
したので、活性層で発生した光を有効に外部に取り出す
ことが可能になり、ハイパワーの可視光を発光する発光
領域制限型発光ダイオードを実現できる。
波長に対し透明なＡｌＧａＡｓ若しくはＡｌＧａＩｎＰ
再成長層を前記電流阻止層及び上クラッド層の上に形成
したので、活性層で発生した光を有効に外部に取り出す
ことが可能になり、ハイパワーの可視光を発光する発光
領域制限型発光ダイオードを実現できる。
【００１３】本発明の製造方法によれば、ＡｌＧａＩｎ
Ｐ再成長層の再成長の開始までＡｌＧａＩｎＰ上クラッ
ド層を酸化防止膜で被覆して大気やエッチング液から保
護しているので、ＡｌＧａＩｎＰ再成長層の結晶成長に
有害な酸化膜がＡｌＧａＩｎＰ上クラッド層の表面に発
生することを防止できる。
Ｐ再成長層の再成長の開始までＡｌＧａＩｎＰ上クラッ
ド層を酸化防止膜で被覆して大気やエッチング液から保
護しているので、ＡｌＧａＩｎＰ再成長層の結晶成長に
有害な酸化膜がＡｌＧａＩｎＰ上クラッド層の表面に発
生することを防止できる。
【００１４】また、ＡｌＧａＩｎＰ再成長層の再成長の
開始までＡｌＧａＩｎＰ上クラッド層を酸化防止膜で被
覆しているので、再成長層の再成長の開始までの加熱時
にＡｌＧａＩｎＰ上クラッド層からＰ原子が離脱するこ
とを防止できる。
開始までＡｌＧａＩｎＰ上クラッド層を酸化防止膜で被
覆しているので、再成長層の再成長の開始までの加熱時
にＡｌＧａＩｎＰ上クラッド層からＰ原子が離脱するこ
とを防止できる。
【００１５】従って、ＡｌＧａＩｎＰ再成長層の再成長
の開始までにＡｌＧａＩｎＰ上クラッド層の表面が変質
することを防止できるので、ＡｌＧａＩｎＰ上クラッド
層上に、欠陥の少ない結晶層を成長させることができ、
発光波長に対して透明なＡｌＧａＡｓ若しくはＡｌＧａ
ＩｎＰ層を形成することができる。
の開始までにＡｌＧａＩｎＰ上クラッド層の表面が変質
することを防止できるので、ＡｌＧａＩｎＰ上クラッド
層上に、欠陥の少ない結晶層を成長させることができ、
発光波長に対して透明なＡｌＧａＡｓ若しくはＡｌＧａ
ＩｎＰ層を形成することができる。
【００１６】さらに、上記製造方法の発明において、Ａ
ｌＧａＩｎＰ上クラッド層の上面に酸化防止膜とエッチ
ングストップ層を順次積層すると共に電流阻止層を形成
すれば、この後電流阻止層から酸化防止膜に向けて電流
通路になる領域をエッチング除去して酸化防止膜を露出
させる際、エッチング除去深さを非常に精度良く制御で
き、酸化防止膜を過不足なく露出させることができる。
ｌＧａＩｎＰ上クラッド層の上面に酸化防止膜とエッチ
ングストップ層を順次積層すると共に電流阻止層を形成
すれば、この後電流阻止層から酸化防止膜に向けて電流
通路になる領域をエッチング除去して酸化防止膜を露出
させる際、エッチング除去深さを非常に精度良く制御で
き、酸化防止膜を過不足なく露出させることができる。
【００１７】
【実施例】図１（ａ）（ｂ）は本発明の一実施例による
上面出射型の発光ダイオードＡの平面図及び断面図を示
し、図２（ａ）〜（ｆ）はこの発光ダイオードＡの製造
工程を示す断面図である。以下、製造工程に従って、こ
の発光ダイオードの構造を説明する。
上面出射型の発光ダイオードＡの平面図及び断面図を示
し、図２（ａ）〜（ｆ）はこの発光ダイオードＡの製造
工程を示す断面図である。以下、製造工程に従って、こ
の発光ダイオードの構造を説明する。
【００１８】まず、ｎ−ＧａＡｓ基板１の上に、分子線
エピタキシャル成長法（ＭＢＥ）またはＭＯＣＶＤ法
（Ｍｅｔａｌ−Ｏｒｇａｎｉｃ ＣＶＤ）を用いてｎ−
（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐ下クラッド層２、Ｇａ
0.5Ｉｎ0.5Ｐ活性層３、ｐ−（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉ
ｎ0.5Ｐ上クラッド層４、ｎ−ＧａＡｓ酸化防止膜５、
ｎ−Ａｌ0.7Ｇａ0.3Ａｓエッチングストップ層６、ｎ−
ＧａＡｓ電流阻止層７を順次成長させた（図２
（ａ））。このときｎ−ＧａＡｓ酸化防止膜５，ｎ−Ａ
ｌ0. 7Ｇａ0.3Ａｓエッチングストップ層６，ｎ−ＧａＡ
ｓ電流阻止層７の層厚はそれぞれ２０Å〜５００Å，１
００Å〜１μｍ，０.５μｍ〜２μｍの範囲とする。
エピタキシャル成長法（ＭＢＥ）またはＭＯＣＶＤ法
（Ｍｅｔａｌ−Ｏｒｇａｎｉｃ ＣＶＤ）を用いてｎ−
（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐ下クラッド層２、Ｇａ
0.5Ｉｎ0.5Ｐ活性層３、ｐ−（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉ
ｎ0.5Ｐ上クラッド層４、ｎ−ＧａＡｓ酸化防止膜５、
ｎ−Ａｌ0.7Ｇａ0.3Ａｓエッチングストップ層６、ｎ−
ＧａＡｓ電流阻止層７を順次成長させた（図２
（ａ））。このときｎ−ＧａＡｓ酸化防止膜５，ｎ−Ａ
ｌ0. 7Ｇａ0.3Ａｓエッチングストップ層６，ｎ−ＧａＡ
ｓ電流阻止層７の層厚はそれぞれ２０Å〜５００Å，１
００Å〜１μｍ，０.５μｍ〜２μｍの範囲とする。
【００１９】次いで、フォトリソグラフィ工程等により
表面にＡＺレジストのマスク３１を設けてＮＨ4ＯＨ：
１０Ｈ2Ｏ2でエッチングし、ｎ−ＧａＡｓ電流阻止層７
の中央部を所定の発光径で除去した。このエッチング液
は、ＧａＡｓを１０μｍ／ｍｉｎのエッチング速度でエ
ッチングするが、ＡｌxＧａ1-xＡｓのＡｌ組成比ｘ＞
０.４以上のものに対してはほとんどエッチングしな
い。ゆえにｎ−Ａｌ0.7Ｇａ0.3Ａｓエッチングストップ
層６が露出すると、それ以上エッチングは進まない。
表面にＡＺレジストのマスク３１を設けてＮＨ4ＯＨ：
１０Ｈ2Ｏ2でエッチングし、ｎ−ＧａＡｓ電流阻止層７
の中央部を所定の発光径で除去した。このエッチング液
は、ＧａＡｓを１０μｍ／ｍｉｎのエッチング速度でエ
ッチングするが、ＡｌxＧａ1-xＡｓのＡｌ組成比ｘ＞
０.４以上のものに対してはほとんどエッチングしな
い。ゆえにｎ−Ａｌ0.7Ｇａ0.3Ａｓエッチングストップ
層６が露出すると、それ以上エッチングは進まない。
【００２０】さらに、煮沸濃塩酸（ｃｏｎｃ.ＨＣｌ）
でｎ−Ａｌ0.7Ｇａ0.3Ａｓエッチングストップ層６をエ
ッチングした。図３に煮沸濃塩酸のＡｌxＧａ1-xＡｓの
Ａｌ組成比ｘに対するエッチング速度を示す。この図か
ら分かるように煮沸濃塩酸はＡｌ組成比ｘ＝０.７であ
るｎ−Ａｌ0.7Ｇａ0.3Ａｓエッチングストップ層６を約
８μｍ／ｍｉｎのエッチング速度でエッチングするが、
ｎ−ＧａＡｓ酸化防止膜５をほとんどエッチングしな
い。ゆえにｎ−ＧａＡｓ酸化防止膜５が露出すると、そ
れ以上エッチングは進まない。
でｎ−Ａｌ0.7Ｇａ0.3Ａｓエッチングストップ層６をエ
ッチングした。図３に煮沸濃塩酸のＡｌxＧａ1-xＡｓの
Ａｌ組成比ｘに対するエッチング速度を示す。この図か
ら分かるように煮沸濃塩酸はＡｌ組成比ｘ＝０.７であ
るｎ−Ａｌ0.7Ｇａ0.3Ａｓエッチングストップ層６を約
８μｍ／ｍｉｎのエッチング速度でエッチングするが、
ｎ−ＧａＡｓ酸化防止膜５をほとんどエッチングしな
い。ゆえにｎ−ＧａＡｓ酸化防止膜５が露出すると、そ
れ以上エッチングは進まない。
【００２１】しかして、エッチング不足でｎ−ＧａＡｓ
電流阻止層７を残存させたり、エッチング過剰でｐ−
（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐ上クラッド層４を露出
させたりすることなく、所定の発光径の部分のみ、非常
に精度良くｎ−ＧａＡｓ酸化防止膜５を露出させること
ができた（図２（ｂ））。
電流阻止層７を残存させたり、エッチング過剰でｐ−
（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐ上クラッド層４を露出
させたりすることなく、所定の発光径の部分のみ、非常
に精度良くｎ−ＧａＡｓ酸化防止膜５を露出させること
ができた（図２（ｂ））。
【００２２】次いで、マスク３１を除去した後、これを
ＭＢＥもしくはＭＯＣＶＤ装置中に入れ７５０℃に加熱
し、ｎ−ＧａＡｓ酸化防止膜５の露出部分をｐ−（Ａｌ
0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐ上クラッド層４が露出するま
で蒸発させた（図２（ｃ））。なお、ｐ−（Ａｌ0.7Ｇ
ａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐ上クラッド層４の表面の露出はＲ
ＨＥＥＤ（Ｒefrective Ｈigh Ｅnergy Ｅlectron Ｄif
fraction；反射高速電子線回折）法により確認した。
ＭＢＥもしくはＭＯＣＶＤ装置中に入れ７５０℃に加熱
し、ｎ−ＧａＡｓ酸化防止膜５の露出部分をｐ−（Ａｌ
0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐ上クラッド層４が露出するま
で蒸発させた（図２（ｃ））。なお、ｐ−（Ａｌ0.7Ｇ
ａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐ上クラッド層４の表面の露出はＲ
ＨＥＥＤ（Ｒefrective Ｈigh Ｅnergy Ｅlectron Ｄif
fraction；反射高速電子線回折）法により確認した。
【００２３】そして、ｐ−（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ
0.5Ｐ上クラッド層４が露出すると、ただちに発光波長
に対し透明なｐ−（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐ再成
長層８及びｐ−ＧａＡｓキャップ層９を成長させた（図
２（ｄ））。
0.5Ｐ上クラッド層４が露出すると、ただちに発光波長
に対し透明なｐ−（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐ再成
長層８及びｐ−ＧａＡｓキャップ層９を成長させた（図
２（ｄ））。
【００２４】以上の様にすれば、ｐ−（Ａｌ0.7Ｇ
ａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐ再成長層８の再成長の開始までｐ
−（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐ上クラッド層４を大
気にふれさせないので、ｐ−（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉ
ｎ0.5Ｐ再成長層８の結晶成長に有害な酸化膜の発生を
防ぐことができ、ｐ−（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐ
上クラッド層４のきれいな結晶面の上にｐ−（Ａｌ0.7
Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐ再成長層８を成長させることが
できる。
ａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐ再成長層８の再成長の開始までｐ
−（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐ上クラッド層４を大
気にふれさせないので、ｐ−（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉ
ｎ0.5Ｐ再成長層８の結晶成長に有害な酸化膜の発生を
防ぐことができ、ｐ−（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐ
上クラッド層４のきれいな結晶面の上にｐ−（Ａｌ0.7
Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐ再成長層８を成長させることが
できる。
【００２５】また、ｐ−（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5
Ｐ再成長層８の再成長の開始の直前までｐ−（Ａｌ0.7
Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐ上クラッド層４をｎ−ＧａＡｓ
酸化防止膜５で被覆しているので、再成長の開始までの
加熱時にｐ−（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐ上クラッ
ド層４から拡散や蒸発等によりＰ原子が離脱することを
防ぐことができる。
Ｐ再成長層８の再成長の開始の直前までｐ−（Ａｌ0.7
Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐ上クラッド層４をｎ−ＧａＡｓ
酸化防止膜５で被覆しているので、再成長の開始までの
加熱時にｐ−（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐ上クラッ
ド層４から拡散や蒸発等によりＰ原子が離脱することを
防ぐことができる。
【００２６】従って、ｐ−（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ
0.5Ｐ上クラッド層４の上に欠陥の少ない結晶層を成長
させることができ、発光波長に対して透明なｐ−（Ａｌ
0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐ再成長層８が形成でき、Ｇａ
0.5Ｉｎ0.5Ｐ活性層３で発生した光を有効に外部へ取り
出すことができる。
0.5Ｐ上クラッド層４の上に欠陥の少ない結晶層を成長
させることができ、発光波長に対して透明なｐ−（Ａｌ
0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐ再成長層８が形成でき、Ｇａ
0.5Ｉｎ0.5Ｐ活性層３で発生した光を有効に外部へ取り
出すことができる。
【００２７】次いで、装置から取り出し、Ｃｒ／ＡｕＺ
ｎ／Ａｕからなるｐ側電極１１をｐ−ＧａＡｓキャップ
層９上面全体に、ＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕからなるｎ側電
極１０をｎ−ＧａＡｓ基板１の下面全体に蒸着した。
ｎ／Ａｕからなるｐ側電極１１をｐ−ＧａＡｓキャップ
層９上面全体に、ＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕからなるｎ側電
極１０をｎ−ＧａＡｓ基板１の下面全体に蒸着した。
【００２８】そして、所定の発光径でｐ側電極１１及び
ｐ−ＧａＡｓキャップ層９をエッチングした（図２
（ｅ））。このとき、ｐ側電極１１のエッチングにはＫ
Ｉ：Ｉ2：１０Ｈ2Ｏを、ｐ−ＧａＡｓキャップ層９のエ
ッチングにはＨ2ＳＯ4：８Ｈ2Ｏ2：８Ｈ2Ｏを用いた。
ｐ−ＧａＡｓキャップ層９をエッチングした（図２
（ｅ））。このとき、ｐ側電極１１のエッチングにはＫ
Ｉ：Ｉ2：１０Ｈ2Ｏを、ｐ−ＧａＡｓキャップ層９のエ
ッチングにはＨ2ＳＯ4：８Ｈ2Ｏ2：８Ｈ2Ｏを用いた。
【００２９】最後に、ｐ−（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ
0.5Ｐ再成長層８の表面保護及び光出射効率向上のた
め、Ａｌ2Ｏ3誘電体膜１２を発光波長（λ）に対し無反
射条件ｄ＝λ／４（２ｎ＋１）（ｎ＝０，１，２…）を
満足する厚さｄに形成し、上面出射型の発光ダイオード
Ａを完成した（図２（ｆ））。この条件を満たすように
すれば、活性層４で発生し再成長層８と誘電体膜１２の
界面で反射した光と、誘電体膜１２の外側表面で反射し
た光が干渉し合い消滅する。言い換えれば、活性層４で
発生した光は前記界面で反射せずに全て外部に出射さ
れ、発光効率が向上する。
0.5Ｐ再成長層８の表面保護及び光出射効率向上のた
め、Ａｌ2Ｏ3誘電体膜１２を発光波長（λ）に対し無反
射条件ｄ＝λ／４（２ｎ＋１）（ｎ＝０，１，２…）を
満足する厚さｄに形成し、上面出射型の発光ダイオード
Ａを完成した（図２（ｆ））。この条件を満たすように
すれば、活性層４で発生し再成長層８と誘電体膜１２の
界面で反射した光と、誘電体膜１２の外側表面で反射し
た光が干渉し合い消滅する。言い換えれば、活性層４で
発生した光は前記界面で反射せずに全て外部に出射さ
れ、発光効率が向上する。
【００３０】しかして、ｎ−ＧａＡｓ電流阻止層７とｎ
−Ａｌ0.7Ｇａ0.3Ａｓエッチングストップ層６とｎ−Ｇ
ａＡｓ酸化防止膜５からなるｎ領域とｐ−（Ａｌ0.7Ｇ
ａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐ上クラッド層４からなるｐ領域と
の境界領域は、逆バイアスが加えられたときに電流阻止
領域となり、電流通路領域１３にのみ電流が流れるか
ら、電流狭窄構造となっている。すなわち、ｐ側電極１
１とｎ側電極１０との間に電圧を印加すると、電流通路
領域１３を通じてＧａ0.5Ｉｎ0.5Ｐ活性層３に電流が注
入され、Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐ活性層３で発生した光はｐ側
電極１１の発光窓１４から外部へ出射される。
−Ａｌ0.7Ｇａ0.3Ａｓエッチングストップ層６とｎ−Ｇ
ａＡｓ酸化防止膜５からなるｎ領域とｐ−（Ａｌ0.7Ｇ
ａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐ上クラッド層４からなるｐ領域と
の境界領域は、逆バイアスが加えられたときに電流阻止
領域となり、電流通路領域１３にのみ電流が流れるか
ら、電流狭窄構造となっている。すなわち、ｐ側電極１
１とｎ側電極１０との間に電圧を印加すると、電流通路
領域１３を通じてＧａ0.5Ｉｎ0.5Ｐ活性層３に電流が注
入され、Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐ活性層３で発生した光はｐ側
電極１１の発光窓１４から外部へ出射される。
【００３１】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のでなく、再成長層８は上記ｐ−（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）
0.5Ｉｎ0.5Ｐに限らず、発光波長に対して透明なＡｌＧ
ａＡｓ層若しくはＡｌＧａＩｎＰ層であればよいし、電
流通路領域の形状は円形に限らず四角形等任意の形状で
よい。また、ｐ，ｎの導電型は、上記実施例と逆になっ
ていてもよい。
のでなく、再成長層８は上記ｐ−（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）
0.5Ｉｎ0.5Ｐに限らず、発光波長に対して透明なＡｌＧ
ａＡｓ層若しくはＡｌＧａＩｎＰ層であればよいし、電
流通路領域の形状は円形に限らず四角形等任意の形状で
よい。また、ｐ，ｎの導電型は、上記実施例と逆になっ
ていてもよい。
【００３２】
【発明の効果】本発明による発光ダイオードにあって
は、発光波長に対し透明なＡｌＧａＡｓ若しくはＡｌＧ
ａＩｎＰ再成長層を前記電流阻止層及び上クラッド層の
上に形成したので、活性層で発生した光を有効に外部に
取り出すことが可能になり、ハイパワーの可視光を発光
する発光領域制限型発光ダイオードを実現できる。
は、発光波長に対し透明なＡｌＧａＡｓ若しくはＡｌＧ
ａＩｎＰ再成長層を前記電流阻止層及び上クラッド層の
上に形成したので、活性層で発生した光を有効に外部に
取り出すことが可能になり、ハイパワーの可視光を発光
する発光領域制限型発光ダイオードを実現できる。
【００３３】本発明の製造方法によれば、ＡｌＧａＩｎ
Ｐ再成長層の再成長の開始までＡｌＧａＩｎＰ上クラッ
ド層を酸化防止膜で被覆するので、結晶成長を妨げる原
因となる酸化膜の発生やＰ原子の離脱を防止できる。従
って、ＡｌＧａＩｎＰ上クラッド層上に結晶欠陥による
光吸収が少なく、発光波長に対して透明なＡｌＧａＡｓ
若しくはＡｌＧａＩｎＰ層を形成することが可能にな
り、活性層で発生した光を有効に外部に取り出すことが
でき、ハイパワーの可視光を発光する発光領域制限型発
光ダイオードが製造できる。
Ｐ再成長層の再成長の開始までＡｌＧａＩｎＰ上クラッ
ド層を酸化防止膜で被覆するので、結晶成長を妨げる原
因となる酸化膜の発生やＰ原子の離脱を防止できる。従
って、ＡｌＧａＩｎＰ上クラッド層上に結晶欠陥による
光吸収が少なく、発光波長に対して透明なＡｌＧａＡｓ
若しくはＡｌＧａＩｎＰ層を形成することが可能にな
り、活性層で発生した光を有効に外部に取り出すことが
でき、ハイパワーの可視光を発光する発光領域制限型発
光ダイオードが製造できる。
【００３４】また、ＡｌＧａＩｎＰ上クラッド層の上面
に酸化防止膜とエッチングストップ層を順次積層すると
共に電流阻止層を形成すれば、この後電流阻止層から酸
化防止膜に向けて電流通路になる領域をエッチング除去
して酸化防止膜を露出させる際、エッチング不足で電流
阻止層を残存させたり、エッチングし過ぎてＡｌＧａＩ
ｎＰ上クラッド層を露出させたりすることなく、非常に
精度良く酸化防止膜を露出させることができる。
に酸化防止膜とエッチングストップ層を順次積層すると
共に電流阻止層を形成すれば、この後電流阻止層から酸
化防止膜に向けて電流通路になる領域をエッチング除去
して酸化防止膜を露出させる際、エッチング不足で電流
阻止層を残存させたり、エッチングし過ぎてＡｌＧａＩ
ｎＰ上クラッド層を露出させたりすることなく、非常に
精度良く酸化防止膜を露出させることができる。
【図１】（ａ）（ｂ）は本発明の一実施例による上面出
射型の発光ダイオードを示す平面図及び断面図である。
射型の発光ダイオードを示す平面図及び断面図である。
【図２】（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）（ｆ）は同上
の実施例による発光ダイオードの製造方法を示す断面図
である。
の実施例による発光ダイオードの製造方法を示す断面図
である。
【図３】煮沸濃塩酸（ｃｏｎｃ.ＨＣｌ）のＡｌxＧａ
1-xＡｓのＡｌ組成比ｘに対するエッチング速度を示す
図である。
1-xＡｓのＡｌ組成比ｘに対するエッチング速度を示す
図である。
【図４】（ａ）（ｂ）は従来例による上面出射型の発光
ダイオードを示す平面図及び断面図である。
ダイオードを示す平面図及び断面図である。
１ ｎ−ＧａＡｓ基板 ２ ｎ−（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐ下クラッド層 ３ Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐ活性層 ４ ｐ−（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐ上クラッド層 ５ ｎ−ＧａＡｓ酸化防止膜 ６ ｎ−Ａｌ0.7Ｇａ0.3Ａｓエッチングストップ層 ７ ｎ−ＧａＡｓ電流阻止層 ８ ｐ−（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐ再成長層
Claims (3)
- 【請求項１】 ＡｌＧａＩｎＰ／ＧａＩｎＰ系の発光領
域制限型発光ダイオードにおいて、 ＡｌＧａＩｎＰ上クラッド層の上方に電流阻止層を形成
し、当該電流阻止層から前記上クラッド層に向けて電流
通路領域を形成するための開口をあけて当該上クラッド
層を露出させ、発光波長に対し透明なＡｌＧａＡｓ若し
くはＡｌＧａＩｎＰ再成長層を前記電流阻止層及び上ク
ラッド層の上に形成したことを特徴とする発光領域制限
型発光ダイオード。 - 【請求項２】 ＡｌＧａＩｎＰ／ＧａＩｎＰ系の発光領
域制限型発光ダイオードの製造方法であって、 第１回目の成長工程において、ＡｌＧａＩｎＰ上クラッ
ド層の上面に酸化防止膜を形成すると共にその上方に電
流阻止層を形成し、 この後、電流阻止層から前記酸化防止膜に向けて電流通
路になる領域をエッチング除去して酸化防止膜を露出さ
せた後、 第２回目の成長工程において、前記酸化防止膜の露出部
分を蒸発させて当該領域の上クラッド層を露出させ、発
光波長に対し透明なＡｌＧａＡｓ若しくはＡｌＧａＩｎ
Ｐ再成長層を前記電流阻止層及び上クラッド層の上に結
晶成長させることを特徴とする発光領域制限型発光ダイ
オードの製造方法。 - 【請求項３】第１回目の成長工程において、ＡｌＧａＩ
ｎＰ上クラッド層の上面に酸化防止膜とエッチングスト
ップ層を順次積層すると共にその上方に電流阻止層を形
成することを特徴とする請求項２に記載の発光領域制限
型発光ダイオードの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21797591A JPH0541537A (ja) | 1991-08-02 | 1991-08-02 | 発光領域制限型発光ダイオード及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21797591A JPH0541537A (ja) | 1991-08-02 | 1991-08-02 | 発光領域制限型発光ダイオード及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0541537A true JPH0541537A (ja) | 1993-02-19 |
Family
ID=16712668
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21797591A Pending JPH0541537A (ja) | 1991-08-02 | 1991-08-02 | 発光領域制限型発光ダイオード及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0541537A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6246078B1 (en) | 1997-01-29 | 2001-06-12 | Sharp Kabushiki Kaisha | Semiconductor light emitting element |
| WO2002103811A1 (fr) * | 2001-06-15 | 2002-12-27 | Nichia Corporation | Appareil semi-conducteur d'emission de lumiere |
| JP2009218312A (ja) * | 2008-03-10 | 2009-09-24 | Toshiba Corp | 半導体発光素子及びその製造方法 |
-
1991
- 1991-08-02 JP JP21797591A patent/JPH0541537A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6246078B1 (en) | 1997-01-29 | 2001-06-12 | Sharp Kabushiki Kaisha | Semiconductor light emitting element |
| US6399409B2 (en) | 1997-01-29 | 2002-06-04 | Sharp Kabushiki Kaisha | Method for fabricating semiconductor light emitting element |
| WO2002103811A1 (fr) * | 2001-06-15 | 2002-12-27 | Nichia Corporation | Appareil semi-conducteur d'emission de lumiere |
| JP2009218312A (ja) * | 2008-03-10 | 2009-09-24 | Toshiba Corp | 半導体発光素子及びその製造方法 |
| JP4594993B2 (ja) * | 2008-03-10 | 2010-12-08 | 株式会社東芝 | 半導体発光素子及びその製造方法 |
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