JPH0738147A - 半導体発光装置 - Google Patents

半導体発光装置

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JPH0738147A
JPH0738147A JP20274993A JP20274993A JPH0738147A JP H0738147 A JPH0738147 A JP H0738147A JP 20274993 A JP20274993 A JP 20274993A JP 20274993 A JP20274993 A JP 20274993A JP H0738147 A JPH0738147 A JP H0738147A
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JP
Japan
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light emitting
emitting device
active layer
layer
semiconductor light
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JP20274993A
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English (en)
Inventor
Takashi Iwamoto
岩本  隆
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Victor Company of Japan Ltd
Original Assignee
Victor Company of Japan Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 光取り出し効率が高く、かつ生産性が優れた
半導体発光装置を提供することを目的とする。 【構成】 p−GaAlAsクラッド層2、n−GaA
lAsクラッド層4、これらのクラッド層2、4間に配
置したp−GaAlAs活性層3、下部電極5、上部電
極10及び光取り出し面9から構成された半導体発光装
置1において、下部電極5を、格子状とし、その電極の
隙間部分7の距離をn−GaAlAsクラッド層4での
電流の横方向拡散距離より小さくなるようにして、そこ
にSiO2 膜を形成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、発光ダイオード等の半
導体発光装置に係り、特に面発光型半導体発光装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】近年、光通信や、表示器として半導体発
光装置が多用されている。これらの半導体発光装置は、
例えばGaAs基板などの上にLPE法(液相成長法)
やMOCVD法(有機金属気相成長法)等の結晶成長法
を用いてPN接合を形成して、半導体発光装置として製
造されている。特に、伝導型の異なる半導体結晶層で活
性層を挟み込むようにしてなり、その上部と下部に電極
を形成して、光取り出し面から光を取り出すよう構成し
たダブルヘテロ構造の半導体発光装置は高出力が得られ
るので、良く用いられている。
【0003】このような半導体発光装置の活性層では、
光を出射する際に、熱が発生する。そこで、この熱を効
率的に電極を介して外部へ逃すように、電極と活性層と
の距離を非常に近付けた構成としたものがある。また、
電流が活性層の発光領域のみに流れるようにして、効率
の良い発光を得ようと活性層の発光領域を分離して構成
したものでは、電極と活性層との距離を近付けること
は、例えば、エッチング溝によって活性層を分離するこ
とが容易となり、有効な手段である。
【0004】図3は、従来の半導体発光装置の一例の構
造を示す断面図である。同図において、従来の半導体発
光装置21は図示されていない基板上に、p−GaAl
Asクラッド層2、p−GaAlAs活性層3及びn−
GaAlAsクラッド層4をLPE法により、順次成長
させた後、基板を除去する。p−GaAlAsクラッド
層2は約100μm、p−GaAlAs活性層3は約
0.5μm、n−GaAlAsクラッド層4は約5μm
とする。Au膜をn−GaAlAsクラッド層4下面及
びp−GaAlAsクラッド層2上面に蒸着法により形
成する。次に、n−GaAlAsクラッド層4下面のA
u膜をエッチングして、円形の下部電極15を形成し、
更に円環状の電流狭窄溝6をエッチングにより形成す
る。p−GaAlAsクラッド層2上面のAu膜をエッ
チングして、円形の光取り出し面9と上部電極10とを
形成する。最後に、電極と半導体結晶層とをオーム性接
触とするために熱処理を施す。すると、下部電極15と
n−GaAlAsクラッド層4との界面、上部電極10
とp−GaAlAsクラッド層2との界面には、それぞ
れ合金化部分18、11が形成されて、電極は半導体結
晶層とオーム性接触される。
【0005】ところが、このような構造の半導体発光装
置21では、活性層3から下方へ出射された光は、合金
化部分18で吸収され、外部へ取り出せず、光取り出し
効率が低いという問題点があった。
【0006】そこで、特開平3−24769号公報に開
示されるように、活性層と前記下部電極との間に半導体
多層膜を形成して、活性層から光取り出し面反対側へ出
射された光をこの半導体多層膜により反射させて外部へ
取り出し、光取り出し効率を高める方法が提案されてい
る。図4は従来の半導体発光装置の他の例の構造を示す
断面図である。同図において、他の従来例の半導体発光
装置22は、前述した従来例の半導体発光装置21と
は、活性層3と下部電極15との間に半導体多層膜12
がMOCVD法またはMBE法により形成されている点
が異なる。この半導体多層膜12は、光波干渉によって
活性層3より発生した光を反射するようにした半導体結
晶層を複数積層したものである。このように構成するこ
とで、活性層3から下方へ出射された光は、この半導体
多層膜12によって反射されて光取り出し面9から外部
へ取り出すことができる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うな構造の従来例の半導体発光装置21によれば、活性
層3から下方へ出射された光は、合金化部分18で吸収
され、外部へ取り出せず、光取り出し効率が低いという
問題点があった。また、他の従来例の半導体発光装置2
2によれば、半導体多層膜12は膜厚が1μm以下の薄
膜を複数積層したものであり、MOCVD法やMBE法
によってしか作製できず、これらの結晶成長方法では生
産性が低いという問題点があった。
【0007】そこで、本発明は上記の点に着目してなさ
れたものであって、光取り出し効率が高く、かつ生産性
に優れた半導体発光装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体発光装置
は、伝導型の異なる半導体結晶層で活性層を挟み込むよ
うに接合した複数の半導体結晶層の上部と下部とに電極
を形成し、前記活性層の上部の対向面に前記活性層から
の出射光を外部へ出射する光取り出し面を形成すると共
に、前記下部電極を前記活性層の下部の対向面に配置し
た面発光型半導体発光装置において、前記下部電極と前
記活性層との間の前記半導体結晶層を、電流の横方向拡
散距離が大となるn型層で形成し、前記下部電極を、前
記n型層を流れる電流の横方向拡散距離より小となるよ
うな隙間部分をもつ構造とすると共に、この隙間部分に
反射部材を形成したことにより上述の目的を達成するも
のである。
【0009】
【作用】光取り出し面反対側の隙間部分をもった電極よ
り注入された電流は、n型層を通って活性層に至るが、
電流の横方向拡散距離が大きいn型層を通る間に横方向
に拡散する。電極の隙間はn型層を流れる電流の横方向
拡散距離より小であるので、活性層には均一に電流が注
入され、均一に発光される。そして、活性層から光取り
出し面反対側に出射された光の内、下部電極の隙間部分
の反射部材に到達した光は、上方に反射され、光取り出
し面から外部に取り出される。
【0010】
【実施例】以下、図1、図2を参照して本発明の一実施
例を説明する。なお、上述した従来例と同様の構成部
分、または従来例と対応する構成部分には、同様の符号
を用いてその説明を省略することがある。図1は、本発
明の半導体発光装置の一実施例の構造を示す断面図であ
る。図2は、本発明の半導体発光装置の一実施例の構造
を示す底面図である。
【0011】両図において、半導体発光装置1は、従来
例の半導体発光素子21と同様にLPE法によって結晶
成長させて作製され、構成も、従来例の半導体発光素子
21とほぼ同様であるが、下部電極5が格子状となって
いる点が異なる。上述したように、円形の下部電極5
は、Au膜をn−GaAlAsクラッド層4下面に蒸着
法により形成した後、エッチングにより形成される。更
に、エッチングにより円環状の電流狭窄溝6が形成され
る。次に、下部電極5を所望のパターン(例えば格子
状)にエッチングする。このパターンニングは、下部電
極の隙間部分7の距離が、電流のn−GaAlAsクラ
ッド層4を流れる間の横方向拡散距離より小さくなるよ
うに設定されている。そして、上述したように、電極と
半導体結晶層とをオーム性接触するために熱処理を施
す。下部電極の隙間部分7には例えばSiO2 膜を気相
成長法(CVD法)により形成する。このSiO2 膜は
活性層3から下方へ出射された光を反射させるものであ
る。
【0012】以上のような構成よりなる本発明の一実施
例の半導体発光装置1によれば、下部電極5より注入さ
れた電流は、n型層4を流れる間に横方向に拡散する。
ここで、下部電極5の隙間部分7の距離は、電流の横方
向拡散距離よりも小さいので、活性層3には均一に電流
は注入され、均一な発光が得られる。下部へ出射された
光の内、下部電極5とn−GaAlAsクラッド層4と
の界面の合金化部分8に到達した光は吸収されるが、隙
間部分7に到達した光は、SiO2 膜により反射されて
光取り出し面9より出射される。従って、下部へ出射さ
れた光の一部も光取り出し面9より取り出すことがで
き、光取り出し効率を向上させることができる。例え
ば、n−GaAlAsクラッド層4のキャリア濃度1.
0×1018cm-3、層厚5μmのとき、電流の横方向拡
散距離は約15μmであり、格子状の下部電極5の電極
幅は2μm、隙間部分7は8μm×8μmと設定した。
このとき、発光出力は、約30%向上した。また、この
半導体発光装置1は、LPE法によって結晶成長させる
ので、生産性よく作製することができる。
【0013】なお、本実施例で用いた材料や製造方法等
は、それらに限定されることはなく、適宜変更可能であ
る。
【0014】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の半導体発
光装置によれば、生産性を低下させることなく、光取り
出し効率が向上し、高出力が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の半導体発光装置の一実施例の構造を示
す断面図である。
【図2】本発明の半導体発光装置の一実施例の構造を示
す底面図である。
【図3】従来の半導体発光装置の一例の構造を示す断面
図である。
【図4】従来の半導体発光装置の他の例の構造を示す断
面図である。
【符号の説明】
1 半導体発光装置 2 p−GaAlAsクラッド層(半導体結晶層) 3 p−GaAlAs活性層(活性層) 4 n−GaAlAsクラッド層(半導体結晶層)(n
型層) 5 下部電極(電極) 6 電流狭窄溝 7 隙間部分(反射部材) 8 合金化部分 9 光取り出し面 10 上部電極(電極) 11 半導体多層膜

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】伝導型の異なる半導体結晶層で活性層を挟
    み込むように接合した複数の半導体結晶層の上部と下部
    とに電極を形成し、前記活性層の上部の対向面に前記活
    性層からの出射光を外部へ出射する光取り出し面を形成
    すると共に、前記下部電極を前記活性層の下部の対向面
    に配置した面発光型半導体発光装置において、 前記下部電極と前記活性層との間の前記半導体結晶層
    を、電流の横方向拡散距離が大となるn型層で形成し、 前記下部電極を、前記n型層を流れる電流の横方向拡散
    距離より小となるような隙間部分をもつ構造とすると共
    に、この隙間部分に反射部材を形成したことを特徴とす
    る半導体発光装置
JP20274993A 1993-07-23 1993-07-23 半導体発光装置 Pending JPH0738147A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000277804A (ja) * 1995-06-15 2000-10-06 Nichia Chem Ind Ltd 窒化物半導体素子の製造方法及び窒化物半導体素子、並びに発光素子
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