JPH0715037A - 半導体発光素子及びその製造方法 - Google Patents
半導体発光素子及びその製造方法Info
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- JPH0715037A JPH0715037A JP15316993A JP15316993A JPH0715037A JP H0715037 A JPH0715037 A JP H0715037A JP 15316993 A JP15316993 A JP 15316993A JP 15316993 A JP15316993 A JP 15316993A JP H0715037 A JPH0715037 A JP H0715037A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 半導体発光素子への電流注入を素子全面に対
し均一に、しかも発光層からの光を遮ることなく行うこ
とが可能な電極構造を提供する。 【構成】 半導体発光素子において、光出射面にリッジ
１０９を形成し、リッジ１０９の少なくとも一方の側面
に電極１０６を形成したことを特徴とする半導体発光素
子。複数個連続的に形成されたリッジの少なくとも一方
の側面に、コンタクト層または電極、またはその両方を
形成する製造方法において、隣接するリッジがマスクと
なる様に、半導体発光素子の表面に対して斜め方向から
材料を射出して、リッジの側面にコンタクト層または電
極、またはその両方を堆積し形成する工程を含む半導体
発光素子の製造方法。
し均一に、しかも発光層からの光を遮ることなく行うこ
とが可能な電極構造を提供する。 【構成】 半導体発光素子において、光出射面にリッジ
１０９を形成し、リッジ１０９の少なくとも一方の側面
に電極１０６を形成したことを特徴とする半導体発光素
子。複数個連続的に形成されたリッジの少なくとも一方
の側面に、コンタクト層または電極、またはその両方を
形成する製造方法において、隣接するリッジがマスクと
なる様に、半導体発光素子の表面に対して斜め方向から
材料を射出して、リッジの側面にコンタクト層または電
極、またはその両方を堆積し形成する工程を含む半導体
発光素子の製造方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電流注入により発光す
る半導体発光素子に係り、特に、光出射面に設けられた
１条又は複数条の畝状突起（リッジ）の側面に電極を設
けることにより、光の出射を妨げない電極構造を備えた
半導体発光素子とその製造方法に関する。
る半導体発光素子に係り、特に、光出射面に設けられた
１条又は複数条の畝状突起（リッジ）の側面に電極を設
けることにより、光の出射を妨げない電極構造を備えた
半導体発光素子とその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】電流注入により発光する半導体素子は、
発光ダイオード（以下、ＬＥＤと略す）や半導体レーザ
が知られており、通信伝送用や表示用等の多くの分野に
用いられている。発光ダイオードは当初、赤外ＬＥＤと
して実用化されたが、その後赤色ＬＥＤが開発されて表
示用としての用途が開かれた。さらに、多様な表示の要
求に応える為に、赤色より発光波長の短い、黄色、緑
色、更には青色のＬＥＤが開発されている。
発光ダイオード（以下、ＬＥＤと略す）や半導体レーザ
が知られており、通信伝送用や表示用等の多くの分野に
用いられている。発光ダイオードは当初、赤外ＬＥＤと
して実用化されたが、その後赤色ＬＥＤが開発されて表
示用としての用途が開かれた。さらに、多様な表示の要
求に応える為に、赤色より発光波長の短い、黄色、緑
色、更には青色のＬＥＤが開発されている。
【０００３】また従来より、活性層及びクラッド層にＡ
ｌＧａＡｓを用いた赤色ＬＥＤ素子が作られているが、
ＬＥＤの発光波長をより短くし、しかも、高輝度にする
ために、活性層及びクラッド層の材料として、従来のＡ
ｌＧａＡｓに比較してより短い波長まで直接遷移の領域
をもつ半導体材料であるＧａＩｎＰ及びＡｌＧａＩｎＰ
が注目されている。
ｌＧａＡｓを用いた赤色ＬＥＤ素子が作られているが、
ＬＥＤの発光波長をより短くし、しかも、高輝度にする
ために、活性層及びクラッド層の材料として、従来のＡ
ｌＧａＡｓに比較してより短い波長まで直接遷移の領域
をもつ半導体材料であるＧａＩｎＰ及びＡｌＧａＩｎＰ
が注目されている。
【０００４】図７に、そのＧａＩｎＰまたはＡｌＧａＩ
ｎＰを用いた半導体発光素子の一例を示す。この半導体
発光素子は、ｎ−ＧａＡｓ基板１００２上にｎ−ＡｌＧ
ａＩｎＰクラッド層１００３、ＧａＩｎＰ活性層１００
４、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１００５を順次に形
成した後、ＧａＡｓコンタクト層１００６、ｎ側電極１
００１、ｐ側電極１００７を形成して作られている。
ｎＰを用いた半導体発光素子の一例を示す。この半導体
発光素子は、ｎ−ＧａＡｓ基板１００２上にｎ−ＡｌＧ
ａＩｎＰクラッド層１００３、ＧａＩｎＰ活性層１００
４、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１００５を順次に形
成した後、ＧａＡｓコンタクト層１００６、ｎ側電極１
００１、ｐ側電極１００７を形成して作られている。
【０００５】この半導体発光素子のｎ側電極１００１に
負、Ｐ側電極１００７に正の電圧を加えることにより、
ｎ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１００３から電子、ｐ−
ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１００５からホールが、それ
ぞれＧａＩｎＰ活性層１００４に注入される。そして、
ＧａＩｎＰ活性層１００４内で電子とホールの再結合に
より、バンドギャップに相当する波長の光が発生し、ｐ
−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１００５内を透過して、素
子上部または素子側面から光が取り出される。
負、Ｐ側電極１００７に正の電圧を加えることにより、
ｎ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１００３から電子、ｐ−
ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１００５からホールが、それ
ぞれＧａＩｎＰ活性層１００４に注入される。そして、
ＧａＩｎＰ活性層１００４内で電子とホールの再結合に
より、バンドギャップに相当する波長の光が発生し、ｐ
−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１００５内を透過して、素
子上部または素子側面から光が取り出される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ＧａＩｎＰ系半導体発
光素子で、一般的に用いられるＧａＡｓ基板は発光波長
を吸収するため、光の取り出し効率を上げるためには、
上方への光の取り出し効率を上げることが重要である。
しかしながら、図７に示す発光素子の場合、ｐ側電極１
００７、コンタクト層１００６は光を透過しないため、
活性層１００４のうち電極の真下で発生した光はｐ側電
極１００７に妨げられ上部に取り出すことが不可能であ
る。さらに、広い活性層１００４に対して電流はｐ側電
極１００７からのみ注入されるため、光を透過しない電
極直下においてより電流密度の高い電流１０２０が流れ
るため、発光効率の低下を招くという問題点があった。
光素子で、一般的に用いられるＧａＡｓ基板は発光波長
を吸収するため、光の取り出し効率を上げるためには、
上方への光の取り出し効率を上げることが重要である。
しかしながら、図７に示す発光素子の場合、ｐ側電極１
００７、コンタクト層１００６は光を透過しないため、
活性層１００４のうち電極の真下で発生した光はｐ側電
極１００７に妨げられ上部に取り出すことが不可能であ
る。さらに、広い活性層１００４に対して電流はｐ側電
極１００７からのみ注入されるため、光を透過しない電
極直下においてより電流密度の高い電流１０２０が流れ
るため、発光効率の低下を招くという問題点があった。
【０００７】発光効率の向上および発光強度の上昇の為
には、ｐ側電極１００７から注入された電流を、活性層
１００４のうち上部にｐ側電極１００７が無い部分に均
一に拡散させることが必要である。それに対する対策と
して、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１００５の抵抗を
下げることが考えられる。しかしながら、一般にＡｌＧ
ａＩｎＰはｐ型の高ドーピングが困難であり、低抵抗化
は難しい。
には、ｐ側電極１００７から注入された電流を、活性層
１００４のうち上部にｐ側電極１００７が無い部分に均
一に拡散させることが必要である。それに対する対策と
して、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１００５の抵抗を
下げることが考えられる。しかしながら、一般にＡｌＧ
ａＩｎＰはｐ型の高ドーピングが困難であり、低抵抗化
は難しい。
【０００８】また別の対策として、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ
クラッド層１００５の上部に電流を拡散させるための電
流拡散層を設ける方法も考えられる。図８にその例を示
す。電流拡散層１００９を設けることにより電流１０２
０は素子全面に広がりやすくなる。電流拡散層１００９
は活性層で発光した光を透過する必要があるため、ある
程度バンドギャップが大きく、しかも低い抵抗をもつ必
要があるため、適当な材料が少ない。その電流拡散層と
してＡｌＧａＡｓを使用することが考えられるが、バン
ドギャップを発光波長のエネルギーよりも大きくする為
に、Ａｌ混晶比を上げる必要が有る。一方、ＡｌＧａＡ
ｓ系においても高Ａｌ混晶比と低抵抗化は同時に実現す
ることは難しい。また発振波長を短くするためＧａＩｎ
Ｐ活性層１００４にＡｌを加えた場合、さらにバンドギ
ャップが大きい材料が必要であり、その場合ＡｌＧａＡ
ｓを用いることは出来ない。
クラッド層１００５の上部に電流を拡散させるための電
流拡散層を設ける方法も考えられる。図８にその例を示
す。電流拡散層１００９を設けることにより電流１０２
０は素子全面に広がりやすくなる。電流拡散層１００９
は活性層で発光した光を透過する必要があるため、ある
程度バンドギャップが大きく、しかも低い抵抗をもつ必
要があるため、適当な材料が少ない。その電流拡散層と
してＡｌＧａＡｓを使用することが考えられるが、バン
ドギャップを発光波長のエネルギーよりも大きくする為
に、Ａｌ混晶比を上げる必要が有る。一方、ＡｌＧａＡ
ｓ系においても高Ａｌ混晶比と低抵抗化は同時に実現す
ることは難しい。また発振波長を短くするためＧａＩｎ
Ｐ活性層１００４にＡｌを加えた場合、さらにバンドギ
ャップが大きい材料が必要であり、その場合ＡｌＧａＡ
ｓを用いることは出来ない。
【０００９】さらに、別の対策法を示す。図９（ａ）、
（ｂ）は、電流を素子全面に対して均一に流す為に、櫛
型状電極１０１０を形成した従来例の図を示す。この例
では、電流拡散層を用いることなく、電流を素子全体
に、均一に流すことが可能である。しかしながら先の例
と同様に電極の直下で起こる発光は素子の上方に対して
取り出すことが不可能である。
（ｂ）は、電流を素子全面に対して均一に流す為に、櫛
型状電極１０１０を形成した従来例の図を示す。この例
では、電流拡散層を用いることなく、電流を素子全体
に、均一に流すことが可能である。しかしながら先の例
と同様に電極の直下で起こる発光は素子の上方に対して
取り出すことが不可能である。
【００１０】以上の問題点に鑑み、本発明の課題は、半
導体発光素子への電流注入を素子全面に対し均一に、し
かも発光層からの光を遮ることなく行うことが可能な電
極構造を備えた半導体発光素子を提供することである。
導体発光素子への電流注入を素子全面に対し均一に、し
かも発光層からの光を遮ることなく行うことが可能な電
極構造を備えた半導体発光素子を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は次の構成を有する。すなわち、本発明は、
半導体発光素子において、光出射面にリッジを形成し、
前記リッジの少なくとも一方の側面に電極を形成したこ
とを特徴とする半導体発光素子である。また、本発明に
おいては、側面と電極の間にコンタクト層を具備するこ
とができる。また、本発明においては、光出射面に形成
されたリッジが複数個連結して形成することができる。
め、本発明は次の構成を有する。すなわち、本発明は、
半導体発光素子において、光出射面にリッジを形成し、
前記リッジの少なくとも一方の側面に電極を形成したこ
とを特徴とする半導体発光素子である。また、本発明に
おいては、側面と電極の間にコンタクト層を具備するこ
とができる。また、本発明においては、光出射面に形成
されたリッジが複数個連結して形成することができる。
【００１２】また、本発明は、複数個連続的に形成され
たリッジの少なくとも一方の側面に、コンタクト層また
は電極、またはその両方を形成する製造方法において、
隣接するリッジがマスクとなる様に、前記半導体発光素
子の表面に対して斜め方向から材料を射出して、リッジ
の側面にコンタクト層または電極、またはその両方を堆
積し形成する工程を含むことを特徴とする半導体発光素
子の製造方法である。また、本発明においては、選択エ
ッチングによりリッジの上部に形成されたコンタクト層
または電極、またはその両方を除去する工程を含むこと
ができる。また、本発明においては、犠牲層を用いて選
択エッチングすることによりリッジの上部に形成された
コンタクト層または電極、またはその両方を除去する工
程を含むことができる。また、本発明においては、犠牲
層は隣接する層と異種の導電型または高抵抗の半導体層
とすることができる。
たリッジの少なくとも一方の側面に、コンタクト層また
は電極、またはその両方を形成する製造方法において、
隣接するリッジがマスクとなる様に、前記半導体発光素
子の表面に対して斜め方向から材料を射出して、リッジ
の側面にコンタクト層または電極、またはその両方を堆
積し形成する工程を含むことを特徴とする半導体発光素
子の製造方法である。また、本発明においては、選択エ
ッチングによりリッジの上部に形成されたコンタクト層
または電極、またはその両方を除去する工程を含むこと
ができる。また、本発明においては、犠牲層を用いて選
択エッチングすることによりリッジの上部に形成された
コンタクト層または電極、またはその両方を除去する工
程を含むことができる。また、本発明においては、犠牲
層は隣接する層と異種の導電型または高抵抗の半導体層
とすることができる。
【００１３】
【作用】上記の構成により、活性層より放射する光はコ
ンタクト層または電極により吸収されることなく外部に
放射される。また、電流拡散層等を用いることなく、素
子全面に均一に電流を流すことが可能で、その場合に
も、コンタクト層または電極により吸収されることなく
外部に放射される。したがって発光素子としての発光効
率及び発光強度は高まる。
ンタクト層または電極により吸収されることなく外部に
放射される。また、電流拡散層等を用いることなく、素
子全面に均一に電流を流すことが可能で、その場合に
も、コンタクト層または電極により吸収されることなく
外部に放射される。したがって発光素子としての発光効
率及び発光強度は高まる。
【００１４】また、その構造を作成する場合、隣接する
リッジ形状自身がマスクとなる様に斜め方向から、コン
タクト層または電極またはその両方を形成するため、光
が出射するリッジ底部にコンタクト層または電極または
その両方が作成されず、あとから除去する必要がない。
また、光が出射するリッジ頂部に犠牲層を設けることに
より、その上部に形成されたコンタクト層または電極ま
たはその両方は選択エッチングによるリフトオフ法によ
り除去できる。したがって、光が出射するリッジ上面お
よびリッジ底部に、光を吸収するコンタクト層または電
極またはその両方を設けることなく、側面のみにコンタ
クト層またはその両方を作成することができる。
リッジ形状自身がマスクとなる様に斜め方向から、コン
タクト層または電極またはその両方を形成するため、光
が出射するリッジ底部にコンタクト層または電極または
その両方が作成されず、あとから除去する必要がない。
また、光が出射するリッジ頂部に犠牲層を設けることに
より、その上部に形成されたコンタクト層または電極ま
たはその両方は選択エッチングによるリフトオフ法によ
り除去できる。したがって、光が出射するリッジ上面お
よびリッジ底部に、光を吸収するコンタクト層または電
極またはその両方を設けることなく、側面のみにコンタ
クト層またはその両方を作成することができる。
【００１５】
【実施例】次に、図面を参照して、本発明の実施例を説
明する。図１は本発明に係る半導体発光素子の第１実施
例の斜視図である。同図において、ｎ−ＧａＡｓ基板１
０１の底面には、ＡｕＧｅからなるｎ側電極１００があ
る。ｎ−ＧａＡｓ基板１０１の上面には、ｎ−クラッド
層１０２、ＧａＩｎＰ活性層１０３、ｐ−クラッド層１
０４及びコンタクト層１０５が順次形成されいる。
明する。図１は本発明に係る半導体発光素子の第１実施
例の斜視図である。同図において、ｎ−ＧａＡｓ基板１
０１の底面には、ＡｕＧｅからなるｎ側電極１００があ
る。ｎ−ＧａＡｓ基板１０１の上面には、ｎ−クラッド
層１０２、ＧａＩｎＰ活性層１０３、ｐ−クラッド層１
０４及びコンタクト層１０５が順次形成されいる。
【００１６】コンタクト層１０５には、共通電極部分１
１１と、これに連結する櫛歯状のリッジ１０９が複数形
成されており、それぞれのリッジの一側面には電極１０
６が形成されていて、電極１０６はそれぞれ側面電極１
１３により共通電極１１１に接続されている。そして、
共通電極１１１の中央部には、図示されない端子に接続
するためのワイヤー１１２がボンディングされている。
１１と、これに連結する櫛歯状のリッジ１０９が複数形
成されており、それぞれのリッジの一側面には電極１０
６が形成されていて、電極１０６はそれぞれ側面電極１
１３により共通電極１１１に接続されている。そして、
共通電極１１１の中央部には、図示されない端子に接続
するためのワイヤー１１２がボンディングされている。
【００１７】図２及び図３は、上記第１実施例の製造工
程を示す工程順断面図である。図２（ａ）において、ま
ずｎ−ＧａＡｓ基板１０１上に、有機金属気相成長法
（ＭＯＣＶＤ法）でｎ−クラッド層１０２を形成する。
ここでｎ−クラッド層はＧａＡｓに格子整合する（Ａｌ
xＧａ1-x）0.5Ｉｎ0.5Ｐ（ｘ＝０．７）である。以降こ
の４元混晶をＡｌＧａＩｎＰ（ｘ＝０．７）と表す。ま
た、Ｇａ0.5Ｉｎ0.5ＰをＧａＩｎＰと表す。
程を示す工程順断面図である。図２（ａ）において、ま
ずｎ−ＧａＡｓ基板１０１上に、有機金属気相成長法
（ＭＯＣＶＤ法）でｎ−クラッド層１０２を形成する。
ここでｎ−クラッド層はＧａＡｓに格子整合する（Ａｌ
xＧａ1-x）0.5Ｉｎ0.5Ｐ（ｘ＝０．７）である。以降こ
の４元混晶をＡｌＧａＩｎＰ（ｘ＝０．７）と表す。ま
た、Ｇａ0.5Ｉｎ0.5ＰをＧａＩｎＰと表す。
【００１８】１０２の形成に引き続き、ＧａＩｎＰ活性
層１０３、ＡｌＧａＩｎＰ（ｘ＝０．７）ｐ−クラッド
層１０４、ｐ−Ａｌ0.5Ｇａ0.5Ａｓコンタクト層１０
５、リフトオフ用のｎ−ＧａＡｓ犠牲層１０７を順次に
形成する。またＧａＡｓ基板１０１の下部にＡｕＧｅか
らなるｎ側電極１００を真空蒸着法により形成する。
層１０３、ＡｌＧａＩｎＰ（ｘ＝０．７）ｐ−クラッド
層１０４、ｐ−Ａｌ0.5Ｇａ0.5Ａｓコンタクト層１０
５、リフトオフ用のｎ−ＧａＡｓ犠牲層１０７を順次に
形成する。またＧａＡｓ基板１０１の下部にＡｕＧｅか
らなるｎ側電極１００を真空蒸着法により形成する。
【００１９】次いで、フォトリソグラフィー法によりレ
ジスト１０８を櫛形状に形成する（図２（ｂ））。図１
に示すように、素子の端部には後に共通電極１１１とな
る部分を残すため、素子端部ではレジストを残してお
く。そして反応性イオンエッチング法（ＲＩＥ法）によ
りレジストのない部分の犠牲層１０７およびコンタクト
層１０５を除去しリッジ１０９を形成する（図２
（ｃ））。
ジスト１０８を櫛形状に形成する（図２（ｂ））。図１
に示すように、素子の端部には後に共通電極１１１とな
る部分を残すため、素子端部ではレジストを残してお
く。そして反応性イオンエッチング法（ＲＩＥ法）によ
りレジストのない部分の犠牲層１０７およびコンタクト
層１０５を除去しリッジ１０９を形成する（図２
（ｃ））。
【００２０】その後レジスト１０８を除去する。次に真
空蒸着法により、リッジ側面および、犠牲層１０７の上
にＡｕＺｎからなるｐ電極１０６を形成する。その際に
蒸着は斜め方向から行う。したがってｐ電極１０６は図
３（ａ）に示すように、隣接するリッジの影となる光出
射面１１０には形成されず、リッジの一方の側面とリッ
ジ上面の犠牲層１０７の上部にのみ形成される。
空蒸着法により、リッジ側面および、犠牲層１０７の上
にＡｕＺｎからなるｐ電極１０６を形成する。その際に
蒸着は斜め方向から行う。したがってｐ電極１０６は図
３（ａ）に示すように、隣接するリッジの影となる光出
射面１１０には形成されず、リッジの一方の側面とリッ
ジ上面の犠牲層１０７の上部にのみ形成される。
【００２１】次いで、ＮＨ4ＯＨ系のエッチャントによ
り犠牲層１０７のみを選択的に除去する。その際犠牲層
上部の電極も同時に除去される。除去後の電極の形状を
図３（ｂ）に示している。また個々のリッジの側面の電
極は図１に示す素子の端部の共通電極部分１１１と側面
電極１１３により連結されているので、共通電極部分１
１１にワイヤー１１２を１個所接続することですべての
リッジに電流を流すことができる。また、共通電極部分
１１１はリッジ部分に比較して面積が大きいため、上記
エッチャントによってもリフトオフされず、除去されず
に残る。
り犠牲層１０７のみを選択的に除去する。その際犠牲層
上部の電極も同時に除去される。除去後の電極の形状を
図３（ｂ）に示している。また個々のリッジの側面の電
極は図１に示す素子の端部の共通電極部分１１１と側面
電極１１３により連結されているので、共通電極部分１
１１にワイヤー１１２を１個所接続することですべての
リッジに電流を流すことができる。また、共通電極部分
１１１はリッジ部分に比較して面積が大きいため、上記
エッチャントによってもリフトオフされず、除去されず
に残る。
【００２２】また、共通電極部分１１１と個々のリッジ
の側面の電極は側面電極１１３により接続されるが、こ
の１１３を形成するために、電極形成時の蒸着方向は前
述のようにリッジに対して斜めでしかも側面電極１１３
を形成する面に対して斜めの方向、つまり図１の紙面に
垂直方向から真空蒸着を行う。以上に述べた方法により
リッジの側面のみに電極を形成することができ、その直
下の活性層から発光する光を妨げることなく電流を素子
全面に均一に流すことが可能となる。
の側面の電極は側面電極１１３により接続されるが、こ
の１１３を形成するために、電極形成時の蒸着方向は前
述のようにリッジに対して斜めでしかも側面電極１１３
を形成する面に対して斜めの方向、つまり図１の紙面に
垂直方向から真空蒸着を行う。以上に述べた方法により
リッジの側面のみに電極を形成することができ、その直
下の活性層から発光する光を妨げることなく電流を素子
全面に均一に流すことが可能となる。
【００２３】なお、犠牲層１０７の導電型は電極共通部
分１１１の下部において電流阻止の働きを得るために、
その下部のコンタクト層１０５と異種の導電型であるｎ
型とした。また犠牲層１０７は高抵抗層としてもよい。
分１１１の下部において電流阻止の働きを得るために、
その下部のコンタクト層１０５と異種の導電型であるｎ
型とした。また犠牲層１０７は高抵抗層としてもよい。
【００２４】ここで、本実施例は、以下のように変更す
ることも可能である。まず半導体層１０１から１０７の
成長方法は、ＭＯＣＶＤ法に限らず、分子線エピタキシ
法（ＭＢＥ法）、有機金属分子線エピタキシ法（ＭＯＭ
ＢＥ法）、気相成長法（ＶＰＥ法）、液相成長法（ＬＰ
Ｅ法）などで形成してよい。また、本実施例では活性層
１０３およびクラッド層１０２，１０４でダブルヘテロ
構造を形成しているが、その構造はシングルヘテロ構
造、ホモ接合であってもよい。
ることも可能である。まず半導体層１０１から１０７の
成長方法は、ＭＯＣＶＤ法に限らず、分子線エピタキシ
法（ＭＢＥ法）、有機金属分子線エピタキシ法（ＭＯＭ
ＢＥ法）、気相成長法（ＶＰＥ法）、液相成長法（ＬＰ
Ｅ法）などで形成してよい。また、本実施例では活性層
１０３およびクラッド層１０２，１０４でダブルヘテロ
構造を形成しているが、その構造はシングルヘテロ構
造、ホモ接合であってもよい。
【００２５】また、本実施例を構成する材料は、ＡｌＧ
ａＩｎＰおよびＡｌＧａＡｓ系に限定されるものでな
く、ＧａＡｓＰ，ＧａＰ，ＡｌＧａＮ，ＩｎＧａＡｓＰ
などのIII−Ｖ族化合物半導体、ＺｎＣｄＳＳｅ，Ｚｎ
ＣｄＳｅＴｅ、ＺｎＭｇＳＳｅなどのII−VI族化合物半
導体、ＣｕＡｌＳＳｅ，ＣｕＧａＳＳｅなどのカルコパ
イライト系半導体などであってよい。また基板もＧａＡ
ｓに限定されるものでなくＧａＰ，ＩｎＰ，サファイ
ア，Ｓｉ，Ｇｅなどでも良い。
ａＩｎＰおよびＡｌＧａＡｓ系に限定されるものでな
く、ＧａＡｓＰ，ＧａＰ，ＡｌＧａＮ，ＩｎＧａＡｓＰ
などのIII−Ｖ族化合物半導体、ＺｎＣｄＳＳｅ，Ｚｎ
ＣｄＳｅＴｅ、ＺｎＭｇＳＳｅなどのII−VI族化合物半
導体、ＣｕＡｌＳＳｅ，ＣｕＧａＳＳｅなどのカルコパ
イライト系半導体などであってよい。また基板もＧａＡ
ｓに限定されるものでなくＧａＰ，ＩｎＰ，サファイ
ア，Ｓｉ，Ｇｅなどでも良い。
【００２６】また、リッジを形成する際のエッチング方
法はＲＩＥ法に限らず、各種のウェットエッチングでも
よい。また犠牲層のエッチングはＮＨ4ＯＨ系のエッチ
ャントに限らず、犠牲層とコンタクト層の材料系によっ
て選択性を有するエッチャントを用いれば良い。
法はＲＩＥ法に限らず、各種のウェットエッチングでも
よい。また犠牲層のエッチングはＮＨ4ＯＨ系のエッチ
ャントに限らず、犠牲層とコンタクト層の材料系によっ
て選択性を有するエッチャントを用いれば良い。
【００２７】本実施例に示した発光素子の各層は基本的
なもので構成されており、結晶性または電気的特性の向
上の為に、例えば、ＧａＡｓ基板１０１とクラッド層１
０２の間にＧａＩｎＰ層バッファ層を挿入してもよく、
またクラッド層１０４とコンタクト層１０５の間にＧａ
ＩｎＰの薄層からなる中間バンドギャップ層を設けても
よい。
なもので構成されており、結晶性または電気的特性の向
上の為に、例えば、ＧａＡｓ基板１０１とクラッド層１
０２の間にＧａＩｎＰ層バッファ層を挿入してもよく、
またクラッド層１０４とコンタクト層１０５の間にＧａ
ＩｎＰの薄層からなる中間バンドギャップ層を設けても
よい。
【００２８】次に、本発明の第２実施例を説明する。第
２実施例では、第１実施例より更に発光波長の短波長化
を狙い、したがってコンタクト層が発光波長を吸収して
しまう領域での例を示す。図４は本発明の半導体発光素
子の第２実施例の斜視図である。同図において、ｐ−Ｇ
ａＡｓ基板２０１の底面には、ＡｕＺｎからなるｐ側電
極２００がある。ｐ−ＧａＡｓ基板２０１の上面には、
ｐ−ＧａＩｎＰ中間バンドギャップ層２０２、ｐ−Ａｌ
ＧａＩｎＰ（ｘ＝０．７）クラッド層２０３、ＡｌＧａ
ＩｎＰ（ｘ＝０．５）活性層２０４及びｎ−ＡｌＧａＩ
ｎＰ（ｘ＝０．７）クラッド層２０５が順次形成されい
る。
２実施例では、第１実施例より更に発光波長の短波長化
を狙い、したがってコンタクト層が発光波長を吸収して
しまう領域での例を示す。図４は本発明の半導体発光素
子の第２実施例の斜視図である。同図において、ｐ−Ｇ
ａＡｓ基板２０１の底面には、ＡｕＺｎからなるｐ側電
極２００がある。ｐ−ＧａＡｓ基板２０１の上面には、
ｐ−ＧａＩｎＰ中間バンドギャップ層２０２、ｐ−Ａｌ
ＧａＩｎＰ（ｘ＝０．７）クラッド層２０３、ＡｌＧａ
ＩｎＰ（ｘ＝０．５）活性層２０４及びｎ−ＡｌＧａＩ
ｎＰ（ｘ＝０．７）クラッド層２０５が順次形成されい
る。
【００２９】ｎ−ＡｌＧａＩｎＰ（ｘ＝０．７）クラッ
ド層２０５には、共通電極部分１１１と、これに連結す
る櫛歯状のリッジ２０９が複数形成されており、それぞ
れのリッジの一側面には電極２０６が形成されていて、
電極２０６はそれぞれ側面電極１１３により共通電極１
１１に接続されている。そして、共通電極１１１の中央
部にはワイヤー１１２がボンディングされている。
ド層２０５には、共通電極部分１１１と、これに連結す
る櫛歯状のリッジ２０９が複数形成されており、それぞ
れのリッジの一側面には電極２０６が形成されていて、
電極２０６はそれぞれ側面電極１１３により共通電極１
１１に接続されている。そして、共通電極１１１の中央
部にはワイヤー１１２がボンディングされている。
【００３０】図５及び図６は、上記第２実施例の製造工
程を示す工程順断面図である。図５（ａ）において、ま
ずｐ−ＧａＡｓ基板２０１上に分子線エピタキシ法（Ｍ
ＢＥ法）でｐ−ＧａＩｎＰ中間バンドギャップ層２０２
を形成する。次にｐ−ＡｌＧａＩｎＰ（ｘ＝０．７）ク
ラッド層２０３を形成する。引き続きＡｌＧａＩｎＰ
（ｘ＝０．５）活性層２０４、ｎ−ＡｌＧａＩｎＰ（ｘ
＝０．７）クラッド層２０５、リフトオフ用のｐ−Ａｌ
0.5Ｇａ0.5Ａｓ犠牲層２０８を順次に形成する。またＧ
ａＡｓ基板２０１の下部にＡｕＺｎからなるｐ側電極２
００を真空蒸着法により形成する。リッジ２０９の形成
方法は実施例１と同様である。したがってここでは省略
する。
程を示す工程順断面図である。図５（ａ）において、ま
ずｐ−ＧａＡｓ基板２０１上に分子線エピタキシ法（Ｍ
ＢＥ法）でｐ−ＧａＩｎＰ中間バンドギャップ層２０２
を形成する。次にｐ−ＡｌＧａＩｎＰ（ｘ＝０．７）ク
ラッド層２０３を形成する。引き続きＡｌＧａＩｎＰ
（ｘ＝０．５）活性層２０４、ｎ−ＡｌＧａＩｎＰ（ｘ
＝０．７）クラッド層２０５、リフトオフ用のｐ−Ａｌ
0.5Ｇａ0.5Ａｓ犠牲層２０８を順次に形成する。またＧ
ａＡｓ基板２０１の下部にＡｕＺｎからなるｐ側電極２
００を真空蒸着法により形成する。リッジ２０９の形成
方法は実施例１と同様である。したがってここでは省略
する。
【００３１】ここで活性層２０４はＡｌ混晶比が０．５
と大きいため発光波長が約５６０ｎｍと短い。この値は
ＡｌＧａＡｓ系の最も短いバンドギャップであるＡｌＡ
ｓの吸収端とほぼ同程度であり、活性層の上部にこのコ
ンタクト層を形成した場合、発光した光が吸収される。
したがって実施例１のような構成とすることは不可能で
ある。そこで以下の方法でコンタクト層の形成を行う。
と大きいため発光波長が約５６０ｎｍと短い。この値は
ＡｌＧａＡｓ系の最も短いバンドギャップであるＡｌＡ
ｓの吸収端とほぼ同程度であり、活性層の上部にこのコ
ンタクト層を形成した場合、発光した光が吸収される。
したがって実施例１のような構成とすることは不可能で
ある。そこで以下の方法でコンタクト層の形成を行う。
【００３２】リッジ形成後、ｎ−ＧａＡｓコンタクト層
２０７の成長をＭＢＥ法で行う。その際、図５（ｂ）に
示すように斜めの方向よりＧａの分子線を照射し、リッ
ジ２０９の一方の側面と、犠牲層２０８の上面にのみ成
長を行う。ここで隣接するリッジの影となるため、光出
射面２１０にはコンタクト層２０７は成長しない。
２０７の成長をＭＢＥ法で行う。その際、図５（ｂ）に
示すように斜めの方向よりＧａの分子線を照射し、リッ
ジ２０９の一方の側面と、犠牲層２０８の上面にのみ成
長を行う。ここで隣接するリッジの影となるため、光出
射面２１０にはコンタクト層２０７は成長しない。
【００３３】次いで、真空蒸着法により、コンタクト層
２０７の上にＡｕＧｅからなるｎ電極２０６を形成す
る。その際に蒸着は実施例１と同様に斜め方向から行
う。したがって電極は図６（ａ）に示すように隣接する
リッジの影となる光出射面２１０にはｎ側電極２０６が
形成されない。
２０７の上にＡｕＧｅからなるｎ電極２０６を形成す
る。その際に蒸着は実施例１と同様に斜め方向から行
う。したがって電極は図６（ａ）に示すように隣接する
リッジの影となる光出射面２１０にはｎ側電極２０６が
形成されない。
【００３４】次いで、Ｈ2ＳＯ4のエッチャントにより犠
牲層２０８のみを選択的に除去する。その際犠牲層２０
８上部のコンタクト層２０７及び電極２０６もリフトオ
フにより除去される。除去後のリッジ部分の形状を図６
（ｂ）に示している。
牲層２０８のみを選択的に除去する。その際犠牲層２０
８上部のコンタクト層２０７及び電極２０６もリフトオ
フにより除去される。除去後のリッジ部分の形状を図６
（ｂ）に示している。
【００３５】以上に述べた方法によりリッジの側面のみ
にコンタクト層及び電極を形成することができ、その直
下の活性層から発光する光を妨げることなく電流を素子
全面に均一に流すことが可能となる。特に本実施例で
は、クラッド層と電極の直接のオーミック接続が困難
で、かつコンタクト層が光吸収を伴う場合に有効であ
る。本実施例についても第１実施例で示した項目と同様
の変更が可能である。但し、コンタクト層の成長に関し
ては、ＭＢＥ法のような方向性を持つ結晶成長法である
必要がある。
にコンタクト層及び電極を形成することができ、その直
下の活性層から発光する光を妨げることなく電流を素子
全面に均一に流すことが可能となる。特に本実施例で
は、クラッド層と電極の直接のオーミック接続が困難
で、かつコンタクト層が光吸収を伴う場合に有効であ
る。本実施例についても第１実施例で示した項目と同様
の変更が可能である。但し、コンタクト層の成長に関し
ては、ＭＢＥ法のような方向性を持つ結晶成長法である
必要がある。
【００３６】
【発明の効果】以上説明した様に本発明によれば、半導
体発光素子への電流注入を素子全面に対し均一に、しか
も発光層からの光を遮ることなく行うことが可能な電極
構造を提供することができる。これにより発光層で発生
した光は損失を受けることなく素子の上面に取り出さ
れ、発光素子の外部出射効率を高めるという効果があ
る。特に、発光波長に対して透明でないコンタクト層を
必要とする系に対して有効であり、例えばＡｌＧａＩｎ
Ｐ系の発光素子の高輝度化、短波長化に有効である。
体発光素子への電流注入を素子全面に対し均一に、しか
も発光層からの光を遮ることなく行うことが可能な電極
構造を提供することができる。これにより発光層で発生
した光は損失を受けることなく素子の上面に取り出さ
れ、発光素子の外部出射効率を高めるという効果があ
る。特に、発光波長に対して透明でないコンタクト層を
必要とする系に対して有効であり、例えばＡｌＧａＩｎ
Ｐ系の発光素子の高輝度化、短波長化に有効である。
【００３７】また光が出射するリッジ底部に対しては、
電極またはコンタクト層の形成を隣接するリッジの影を
利用して最初から形成しないことと、リッジの頂部に犠
牲層を形成し、その上に形成した電極またはコンタクト
層はリフトオフにより除去するため、リッジの側面のみ
に電極形成が簡単にできるという効果がある。
電極またはコンタクト層の形成を隣接するリッジの影を
利用して最初から形成しないことと、リッジの頂部に犠
牲層を形成し、その上に形成した電極またはコンタクト
層はリフトオフにより除去するため、リッジの側面のみ
に電極形成が簡単にできるという効果がある。
【図１】本発明に係る半導体発光素子の第１実施例の斜
視図
視図
【図２】本発明に係る半導体発光素子の第１実施例の工
程順断面図の前半
程順断面図の前半
【図３】本発明に係る半導体発光素子の第１実施例の工
程順断面図の後半
程順断面図の後半
【図４】本発明に係る半導体発光素子の第２実施例の斜
視図
視図
【図５】本発明に係る半導体発光素子の第２実施例の工
程順断面図の前半
程順断面図の前半
【図６】本発明に係る半導体発光素子の第２実施例の工
程順断面図の後半
程順断面図の後半
【図７】従来例を示す図
【図８】従来例を示す図
【図９】従来例を示す図
１００ ｎ側電極 １０１ ｎ−ＧａＡｓ基板 １０２ ｎ−ＡｌＧａＩｎＰ（ｘ＝０．７）クラッド層 １０３ ＧａＩｎＰ活性層 １０４ ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ（ｘ＝０．７）クラッド層 １０５ ｐ−Ａｌ0.5Ｇａ0.5Ａｓコンタクト層 １０６ ｐ側電極 １０７ ｎ−ＧａＡｓ犠牲層 １０８ レジスト １０９ リッジ １１０ 光出射面 １１１ 共通電極部分 １１２ ワイヤー ２００ ｐ側電極 ２０１ ｐ−ＧａＡｓ基板 ２０２ ｐ−ＧａＩｎＰ中間バンドギャップ層 ２０３ ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ（ｘ＝０．７）クラッド層 ２０４ ＡｌＧａＩｎＰ（ｘ＝０．５）活性層 ２０５ ｎ−ＡｌＧａＩｎＰ（ｘ＝０．７）クラッド層 ２０６ ｎ側電極 ２０７ ｎ−ＧａＡｓコンタクト層 ２０８ ｐ−犠牲層（Ａｌ0.5Ｇａ0.5Ａｓ） ２０９ リッジ ２１０ 光出射面 １００１ ｎ側電極 １００２ ｎ−ＧａＡｓ基板 １００３ ｎ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層 １００４ ＧａＩｎＰ活性層 １００５ ｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層 １００６ ｐ−ＧａＡｓコンタクト層 １００７ ｐ側電極 １００９ 電流拡散層 １０１０ 櫛型状電極 １０１１ ｐ−ＧａＡｓコンタクト層 １０２０ 注入電流
Claims (7)
- 【請求項１】 半導体発光素子において、光出射面にリ
ッジを形成し、前記リッジの少なくとも一方の側面に電
極を形成したことを特徴とする半導体発光素子。 - 【請求項２】 請求項１において、側面と電極の間にコ
ンタクト層を具備することを特徴とする半導体発光素
子。 - 【請求項３】 請求項１または請求項２において、光出
射面に形成されたリッジが複数個連結して形成されてい
ることを特徴とする半導体発光素子。 - 【請求項４】 複数個連結して形成されたリッジの少な
くとも一方の側面に、コンタクト層または電極、または
その両方を形成する製造方法において、隣接するリッジ
がマスクとなる様に、前記半導体発光素子の表面に対し
て斜め方向から材料を射出して、リッジの側面にコンタ
クト層または電極、またはその両方を堆積し形成する工
程を含むことを特徴とする半導体発光素子の製造方法。 - 【請求項５】 複数個連結して形成されたリッジの少な
くとも一方の側面に、コンタクト層または電極、または
その両方を形成する製造方法において、選択エッチング
によりリッジの上部に形成されたコンタクト層または電
極、またはその両方を除去する工程を含むことを特徴と
する半導体発光素子の製造方法。 - 【請求項６】 請求項５において、犠牲層を用いて選択
エッチングすることによりリッジの上部に形成されたコ
ンタクト層または電極、またはその両方を除去する工程
を含むことを特徴とする半導体発光素子の製造方法。 - 【請求項７】 請求項６において、犠牲層は隣接する層
と異種の導電型または高抵抗の半導体層であることを特
徴とする半導体発光素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15316993A JP3260489B2 (ja) | 1993-06-24 | 1993-06-24 | 半導体発光素子及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15316993A JP3260489B2 (ja) | 1993-06-24 | 1993-06-24 | 半導体発光素子及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0715037A true JPH0715037A (ja) | 1995-01-17 |
| JP3260489B2 JP3260489B2 (ja) | 2002-02-25 |
Family
ID=15556566
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15316993A Expired - Fee Related JP3260489B2 (ja) | 1993-06-24 | 1993-06-24 | 半導体発光素子及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3260489B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009246311A (ja) * | 2008-03-31 | 2009-10-22 | Kyocera Corp | 発光素子、これを備える発光素子アレイおよび、発光素子アレイを備える画像形成装置 |
| US9257608B2 (en) | 2013-09-13 | 2016-02-09 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Nitride semiconductor light emitting device |
-
1993
- 1993-06-24 JP JP15316993A patent/JP3260489B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009246311A (ja) * | 2008-03-31 | 2009-10-22 | Kyocera Corp | 発光素子、これを備える発光素子アレイおよび、発光素子アレイを備える画像形成装置 |
| US9257608B2 (en) | 2013-09-13 | 2016-02-09 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Nitride semiconductor light emitting device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3260489B2 (ja) | 2002-02-25 |
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