JPH08111544A - 半導体発光素子 - Google Patents

半導体発光素子

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JPH08111544A
JPH08111544A JP24388694A JP24388694A JPH08111544A JP H08111544 A JPH08111544 A JP H08111544A JP 24388694 A JP24388694 A JP 24388694A JP 24388694 A JP24388694 A JP 24388694A JP H08111544 A JPH08111544 A JP H08111544A
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semiconductor
semiconductor light
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 外部出射効率を高めることができ、全体とし
て発光輝度を高めることができる上、1回のエピタキシ
ャル成長により簡単に作製できる半導体発光素子を提供
する。 【構成】 基板1上に、下クラッド層2、活性層3およ
び上クラッド層4を含む半導体層を備え、この半導体層
上に表面電極8を有する。表面電極8は、ボンディング
パッド81と、このボンディングパッド81から周囲の
領域に放射状に伸びる細長い枝部82aとを少なくとも
有する。ボンディングパッド81の直下に電流阻止層7
1を備える。ボンディングパッド81の周囲を取り囲み
上記枝部82aを横切る環状の領域に、上記半導体層の
表面側から所定の深さに達する溝10を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は半導体発光素子に関す
る。より詳しくは、表面電極が設けられた半導体層表面
を通して素子外部へ光を出射する表面発光タイプの半導
体発光素子に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、表面発光タイプの半導体発光素
子では、基板表面側に形成した発光層(または「活性
層」と呼ぶ)の上に表面電極としてボンディングパッド
が形成され、基板裏面側に裏面電極が全面に形成され
る。上記ボンディングパッドの面積は、ワイヤボンディ
ングされる関係上、100μmφ程度の比較的大きなも
のとされる。発光層が発した光がボンディングパッドに
遮られて外部出射効率が低下するのを防ぐために、例え
ば、AlGaInP系の半導体発光素子では、AlGaInP
発光層と表面電極としてのボンディングパッドとの間に
Al0.7Ga0.3AsやGaPからなる電流拡散層が設けられ
ている。これにより、ボンディングパッドの直下からそ
の周囲へ電流を拡散させるようにしている。しかしなが
ら、それでも上記発光層が発した光の多くはボンディン
グパッドに遮られ、素子外部に取り出すことができな
い。
【0003】そこで、従来より、図17(a),(b)に示す
ように(同図(b)は同図(a)におけるN−N線断面を示
す)、アンドープAlGaInP活性層133と表面電極
(ボンディングパッド)138との間にp型AlGaAs
電流拡散層135を形成するとともに、ボンディングパ
ッド138の直下のp型AlGaInPクラッド層134
(活性層133上に接する)と上記電流拡散層135と
の間に、ボンディングパッド138と実質的に同じパタ
ーンを持つ電流阻止層174を設ける手段が提案されて
いる(特開平4−229665号公報)。これは、電流拡
散層135によって電流を拡散するだけでなく、活性層
133のうちボンディングパッド138直下の部分に電
流が注入されるのを電流阻止層174によって阻止し
て、ボンディングパッド138直下での発光を相対的に
抑えようとするものである。なお、図中、136は表面
電極138をオーミック接触させるためのp型GaAsコ
ンタクト層、132はn型AlGaInPクラッド層、1
31はn型GaAs基板、139は裏面電極をそれぞれ示
している。
【0004】また、図18(a),(b)に示すように(同図
(b)は同図(a)におけるO−O線断面を示す)、表面電極
148を中央に位置する円形ボンディングパッド183
と、このボンディングパッド183の周囲に放射状に伸
びる枝部184a及びこれをつなぐブリッジ部184b
からなる枝状電極184とによって構成するとともに、
ボンディングパッド183とp型GaAsコンタクト層1
46との間に、n型電流阻止層175を設ける手段が提
案されている(特開昭61−6880号公報)。これは、
ボンディングパッド183直下に電流が注入されるのを
電流阻止層175によって阻止するとともに、ボンディ
ングパッド183の周囲に枝状電極184によって直接
電流を注入して、ボンディングパッド183直下での発
光を相対的に抑えようとするものである。なお、図中、
144はp型AlGaAsクラッド層、143はp型AlG
aAs活性層、142はn型AlGaAsクラッド層、14
1はn型GaAs基板、149は裏面電極をそれぞれ示し
ている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図17
の半導体発光素子では、これを作製する場合、GaAs基
板131上にクラッド層132、活性層133、クラッ
ド層134および電流阻止層174を連続的に成長した
後、この電流阻止層174の一部をエッチングしてパタ
ーン形成し、その後、その上に電流拡散層135とコン
タクト層136を連続的に成長することになる。結局、
2回のエピタキシャル成長が必要となり、工程が繁雑に
なるという問題がある。また、1回目の成長と2回目の
成長との界面での結晶性が悪く、非発光再結合が発生す
る。さらに、再成長界面で発生した欠陥が原因となっ
て、その上に成長する電流拡散層135の結晶性までも
著しく低下する。このため、電流拡散距離の低下や光吸
収が発生し、発光輝度が全体として低下するという問題
がある。
【0006】また、図18の半導体発光素子では、枝状
電極184から注入された電流が活性層143に達する
までにボンディングパッド183直下に横に拡散してし
まい、ボンディングパッド183の直下での発光を十分
に抑えることができないという問題がある。
【0007】そこで、この発明の目的は、外部出射効率
を高めることができ、全体として発光輝度を高めること
ができる上、1回のエピタキシャル成長により簡単に作
製できる半導体発光素子を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1に記載の半導体発光素子は、n型とp型の
うち一方の導電型を持つ基板上に、上記一方の導電型を
持つ下クラッド層、光を発することができる活性層およ
びn型とp型のうち他方の導電型を持つ上クラッド層を
含む半導体層を備え、この半導体層上に表面電極を有す
る半導体発光素子において、上記表面電極は、所定の面
積を持つボンディングパッドと、このボンディングパッ
ドから周囲の領域に放射状に伸びる細長い枝部とを少な
くとも有し、上記ボンディングパッドの直下に、このボ
ンディングパッドから上記半導体層中に電流が注入され
るのを阻止する電流阻止層を備え、上記ボンディングパ
ッドの周囲を取り囲み上記枝部を横切る環状の領域に、
上記半導体層の表面側から所定の深さに達する溝を設け
て、上記枝部の先端側から上記溝の外側の半導体層に電
流が注入されるようにしたことを特徴としている。
【0009】また、請求項2に記載の半導体発光素子
は、請求項1に記載の半導体発光素子において、上記溝
は、上記半導体層の表面側から上記上クラッド層の表面
または上記活性層の表面まで達していることを特徴とし
ている。
【0010】また、請求項3に記載の半導体発光素子
は、請求項1または2に記載の半導体発光素子におい
て、上記溝は、上記環状の領域のうち上記枝部が通って
いない部分のみに設けられていることを特徴としてい
る。
【0011】
【作用】請求項1の半導体発光素子では、電流阻止層に
よってボンディングパッドから直接直下の半導体層に電
流が注入されるのが阻止される。代わりに、表面電極の
枝部の先端側から上記ボンディングパッドの周囲に設け
られた溝の外側の半導体層に電流が注入される。この注
入された電流は、上記溝のせいでボンディングパッド直
下に拡散して回り込むのが抑制され、略そのまま活性層
に達する。したがって、ボンディングパッド直下での発
光が抑制される一方、ボンディングパッドの周囲での発
光が相対的に強まり、結果として外部出射効率が高ま
る。しかも、上記電流阻止層は、上記半導体層上に設け
られているので、上記半導体層の成長に連続して成長さ
せることができ、エピタキシャル成長を1回で済ませる
ことが可能となる。この成長後、表面電極等を形成すれ
ば良い。これにより、この半導体発光素子は簡単に作製
される。また、このように作製した場合、半導体層中に
再成長界面が存在しないので、半導体層の結晶性が良好
なものとなる。したがって、外部出射効率が高まること
と相俟って、全体として発光輝度が高まる。
【0012】請求項2の半導体発光素子では、上記溝
は、上記半導体層の表面側から上クラッド層の表面また
は活性層の表面まで達しているので、上記枝部から半導
体層に注入された電流はそのまま上クラッド層または活
性層に達する。したがって、ボンディングパッド直下で
の発光がさらに抑制される一方、ボンディングパッド周
囲での発光がさらに強まり、結果として、外部出射効率
がさらに高まる。
【0013】請求項3の半導体発光素子では、上記溝
は、上記ボンディングパッドの周囲を取り囲む環状の領
域のうち上記枝部が通っていない部分のみに設けられて
いるので、上記枝部が上記溝の段差によって断線するこ
とがない。
【0014】
【実施例】以下、この発明の半導体発光素子を実施例に
より詳細に説明する。 (実施例1)図5(a),(b)および図6はこの発明の第1の
実施例の、GaAs基板を用いたAlGaInP系半導体発
光素子の構造を示している。図5(a)は素子の表面を示
し、図5(b)は図5(a)におけるD−D線断面、図6は図
5(a)におけるE−E線断面をそれぞれ示している。こ
れらの図に示すように、この半導体発光素子は、n型の
GaAs基板1上に、半導体層としてn型の(Al0.7
a0.3)0.5In0.5P下クラッド層2、アンドープの(Al
0.3Ga0.7)0.5In0.5P活性層3、p型の(Al0.7Ga0.3)
0.5In0.5P上クラッド層4、p型のAl0.7Ga0.3As電
流拡散層5およびp型のGaAsコンタクト層6を備えて
いる。このコンタクト層6上に、Al23電流阻止層7
1と、円形(直径100μm)のボンディングパッド8
1および枝状電極82からなる表面電極8とが設けられ
ている。枝状電極82は、ボンディングパッド81から
四方に放射状に伸びる細長い枝部82aと、この枝部8
2aの途中から枝部82aに垂直に伸びる細長い枝部8
2bとを有している。上記電流阻止層71は、ボンディ
ングパッド81と同一の径を持ち、このボンディンンデ
ィングパッド81の直下に設けられている。ボンディン
グパッド81の周囲を隣接して取り囲み上記枝部82a
の根元(すなわち、ボンディングパッド81と枝部82
bが付いた箇所との間の部分)を横切る環状の領域に、
コンタクト層6の表面から上クラッド層4の表面まで達
する溝10が設けられている。なお、図6に示すよう
に、コンタクト層6のパターンは、この溝10の領域を
除いて、表面電極8のパターンと一致している。
【0015】この半導体発光素子は次のようにして作製
する。なお、以下では、簡単のためパターン加工前の層
とパターン加工後の層とを同一符号で表すものとする。
【0016】まず、図1に示すように、n型のGaAs
基板1上に、MOCVD法により、n型の(Al0.7
a0.3)0.5In0.5P下クラッド層(厚さ1μm)2、アン
ドープの(Al0.3Ga0.7)0.5In0.5P活性層(厚さ0.
6μm)3、p型の(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5P上クラッ
ド層(厚さ2μm)4、p型のAl0.7Ga0.3As電流拡散
層(厚さ7μm)5およびp型のGaAsコンタクト層(厚
さ0.2μm)6を連続的に積層する。
【0017】次に、図2(a),(b)に示すように(同図
(b)は同図(a)におけるA−A線断面を示す)、コンタク
ト層6の表面にAl23層を全面に蒸着し、このAl23
層をフォトリソグラフィおよび熱リン酸による化学エッ
チングによりパターン加工して、素子中央に相当する領
域に100μmφのAl23電流阻止層71を形成する。
【0018】次に、図3(a),(b)に示すように(同図
(b)は同図(a)におけるB−B線断面を示す)、フォトリ
ソグラフィおよび硫酸系エッチャントによる化学エッチ
ングにより、Al23電流阻止層71の周囲を隣接して
取り囲む環状の領域に、GaAsコンタクト層6の表面か
ら(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5P上クラッド層4の表面ま
で達する断面略V字状の溝10を形成する。
【0019】その上に、図4(a),(b)に示すように
(同図(b)は同図(a)におけるC−C線断面を示す)、A
uZn/Auからなる表面電極層8を全面に形成する。一
方、GaAs基板1の裏面側にAuGe/Niからなる裏面
電極9を全面に形成する。
【0020】最後に、図5(a),(b)および図6に示し
たように、AuZn/Auからなる表面電極層8およびGa
Asコンタクト層6をフォトリソグラフィおよびヨウ素
系エッチャント、アンモニア系エッチャントによる化学
エッチングによりパターン加工して、既に述べたパター
ンを持つ表面電極8を形成し、熱処理を施す。コンタク
ト層6のパターンは、溝10の領域を除いて、表面電極
8のパターンと一致した状態に仕上がる。
【0021】このように、半導体層2,…,6のエピタ
キシャル成長を1回で済ませた後(工程)、電流阻止
層71や電極8,9等を形成している(工程〜)の
で、半導体発光素子を簡単に作製することができる。
【0022】また、このようにして得られた半導体発光
素子では、電流阻止層71によってボンディングパッド
81から直接直下の半導体層に電流が注入されるのが阻
止される。代わりに、枝状電極82の枝部82aの先端
側や枝部82bから溝10の外側の半導体層に電流が注
入される。この枝部82aの先端側や枝部82bから注
入された電流は、上記溝10のせいでボンディングパッ
ド81直下に拡散して回り込むのが抑制され、そのまま
上クラッド層4に達し、続いて略そのまま活性層3に達
する。したがって、ボンディングパッド81の直下での
発光が抑制される一方、ボンディングパッド81の周囲
での発光が相対的に強まる。結果として外部出射効率を
高めることができる。しかも、半導体層2,…,6のエ
ピタキシャル成長を1回で済ませているので、半導体層
中に再成長界面が存在せず、半導体層の結晶性を良好な
ものとすることができる。したがって、外部出射効率が
高まることと相俟って、全体として発光輝度を高めるこ
とができる。
【0023】実際に、従来の半導体発光素子(図17)の
構造では発光輝度が1cdのものしか得られなかったのに
対し、この第1の実施例によれば1.5cdの発光輝度を
示す半導体発光素子を得ることができた。
【0024】(実施例2)図11(a),(b)は第2の実施例
の半導体発光素子の構造を示している。同図(a)は素子
の表面を示し、同図(b)は同図(a)におけるI−I線断面
を示している。これらの図に示すように、この半導体発
光素子は、n型のGaAs基板11上に、半導体層としてn
型のAl0.7Ga0.3As下クラッド層12、p型のAl0.35
Ga0.65As活性層13、p型のAl0.7Ga0.3As上クラッ
ド層14およびp型のGaAsコンタクト層16を備えて
いる。このコンタクト層16上に、n型GaAs電流阻止
層72と、円形(直径100μm)のボンディングパッ
ド83および枝状電極84からなる表面電極18とが設
けられている。枝状電極84は、ボンディングパッド8
3から四方に放射状に伸びる細長い枝部84aと、この
枝部84aの途中から枝部84aに垂直に伸びる細長い
枝部84bとを有している。上記電流阻止層72は、ボ
ンディングパッド83と同一の径を持ち、このボンディ
ンンディングパッド83の直下に設けられている。ボン
ディングパッド83の周囲を隣接して取り囲む環状の領
域のうち上記枝部84aが通っていない部分のみに、コ
ンタクト層16の表面から活性層13の表面まで達する
溝20が設けられている。すなわち、溝20は、上記環
状の領域を周方向に約90°毎に分割した4つの円弧状
の部分に設けられている。なお、コンタクト層16のパ
ターンは表面電極18のパターンと一致している。
【0025】この半導体発光素子は次のようにして作製
する。
【0026】図7に示すように、n型のGaAs基板1
1上に、MOCVD法により、n型のAl0.7Ga0.3As下
クラッド層(厚さ1μm)12、p型のAl0.35Ga0.65
s活性層(厚さ0.6μm)13、p型のAl0.7Ga0.3As
上クラッド層(厚さ7μm)14、p型のGaAsコンタク
ト層(厚さ0.2μm)16およびn型のGaAs電流阻止
層72を連続的に積層する。なお、この例では、p型の
Al0.7Ga0.3As上クラッド層14の厚さを7μmと厚く
しているので、この上クラッド層14が電流拡散層とし
ても機能する。
【0027】次に、図8(a),(b)に示すように(同図
(b)は同図(a)におけるF−F線断面を示す)、このn型
GaAs層72をフォトリソグラフィおよび硫酸系エッチ
ャントによる化学エッチングによりパターン加工して、
素子中央に相当する領域に100μmφのn型GaAs電流
阻止層72を形成する。
【0028】その上に、図9(a),(b)に示すように
(同図(b)は同図(a)におけるG−G線断面を示す)、A
uZn/Auからなる表面電極層18を全面に形成する。
一方、GaAs基板11の裏面にAuGe/Niからなる裏
面電極19を全面に形成する。
【0029】次に、図10(a),(b)に示すように(同
図(b)は同図(a)におけるH−H線断面を示す)、AuZn
/Au表面電極層18およびGaAsコンタクト層16を
フォトリソグラフィおよびヨウ素系エッチャント、アン
モニア系エッチャントによる化学エッチングによりパタ
ーン加工して、既に述べたパターンを持つ表面電極18
を形成し、熱処理を施す。コンタクト層16のパターン
は、表面電極18のパターンと一致した状態に仕上が
る。
【0030】最後に、図11(a),(b)に示したよう
に、フォトリソグラフィおよび硫酸系エッチャントによ
る化学エッチングにより、ボンディングパッド83の周
囲を取り囲む環状の領域のうち上記枝部84aが通って
いない部分のみに、Al0.7Ga0.3As上クラッド層14
の表面からAl0.35Ga0.65As活性層13の表面まで達
する溝20を形成する。
【0031】このように、半導体層12,…,16およ
び電流阻止層72のエピタキシャル成長を1回で済ませ
た後(工程)、電極18,19や溝20を形成してい
る(工程〜)ので、半導体発光素子を簡単に作製す
ることができる。しかも、溝20を、ボンディングパッ
ド83の周囲を取り囲む環状の領域のうち枝部84aが
通っていない部分のみに設けているので、枝部84aが
溝20の段差によって断線するのを防ぐことができる。
【0032】また、このようにして得られた半導体発光
素子では、第1の実施例と同様に、電流阻止層72によ
ってボンディングパッド83から直接直下の半導体層に
電流が注入されるのが阻止される。代わりに、枝状電極
84の枝部84aの先端側や枝部84bから溝20の外
側の半導体層に電流が注入される。この枝部84aの先
端側や枝部84bから注入された電流は、上記溝20の
せいでボンディングパッド83直下に拡散して回り込む
のが抑制され、そのまま活性層13に達する。したがっ
て、ボンディングパッド83の直下での発光が抑制され
る一方、ボンディングパッド83の周囲での発光が相対
的に強まる。結果として外部出射効率を高めることがで
きる。しかも、半導体層12,…,16および電流阻止
層72のエピタキシャル成長を1回で済ませているの
で、半導体層中に再成長界面が存在せず、半導体層の結
晶性を良好なものとすることができる。したがって、外
部出射効率が高まることと相俟って、全体として発光輝
度を高めることができる。
【0033】実際に、従来の半導体発光素子(図18)の
構造では発光輝度が1cdのものしか得られなかったのに
対し、この第2の実施例によれば2cdの発光輝度を示す
半導体発光素子を得ることができた。
【0034】(実施例3)図16(a),(b)は第3の実施例
の半導体発光素子の構造を示している。同図(a)は素子
の表面を示し、同図(b)は同図(a)におけるM−M線断面
を示している。この図に示すように、この半導体発光素
子は、n型のGaP基板21上に、半導体層としてn型の
(Al0.7Ga0.3)xIn1-xP(x=1→0.5)組成勾配層4
0、n型の(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5P下クラッド層2
2、アンドープの(Al0.3Ga0.7)0.5In0.5P活性層2
3およびp型の(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5P上クラッド層
24を備えている。この上クラッド層24上に、ドーピ
ング濃度が1017cm-3以下のp型の(Al0.7Ga0.3)0.5
n0.5P電流阻止層73と、円形(直径100μm)のボ
ンディングパッド85および枝部としての枝状電極86
からなる表面電極28を備えている。枝状電極86はボ
ンディングパッド85から四方に放射状に伸びている。
上記電流阻止層73は、ボンディングパッド85と同一
の径を持ち、このボンディンンディングパッド85の直
下に設けられている。ボンディングパッド85の周囲を
隣接して取り囲む環状の領域のうち上記枝状電極86が
通っていない部分のみに、上クラッド層24の表面から
活性層23の表面まで達する溝30が設けられている。
すなわち、溝30は、上記環状の領域を周方向に約90
°毎に分割した4つの円弧状の部分に設けられている。
【0035】この半導体発光素子は次のようにして作製
する。
【0036】図12に示すように、n型のGaP基板2
1上に、MOCVD法により、n型の(Al0.7Ga0.3)x
n1-xP(x=1→0.5)組成勾配層(厚さ1μm)40、
n型の(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5P下クラッド層(厚さ1
μm)22、アンドープの(Al0.3Ga0.7)0.5In0.5P活
性層(厚さ0.6μm)23、p型の(Al0.7Ga0.3)0.5
In0.5P上クラッド層(厚さ2μm)24、およびドー
ピング濃度が1017cm-3以下のp型の(Al0.7Ga0.3)0.5
In0.5P電流阻止層73を連続的に積層する。ここで、
n型の(Al0.7Ga0.3)xIn1-xP(x=1→0.5)組成勾
配層40がGaP基板21と半導体層22,23,24
等との間の格子定数の差を吸収する役割を果たしている
ので、半導体層における格子欠陥を減少させることがで
きる。また、GaP基板21は発光波長に対して透明で
あるので、このGaP基板21を通して光を取り出すこ
とができる。
【0037】次に、図13(a),(b)に示すように(同
図(b)は同図(a)におけるJ−J線断面を示す)、p型の
(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5Pの電流阻止層73をフォト
リソグラフィおよび熱リン酸による化学エッチングによ
りパターン加工して、素子中央に相当する領域に100
μmφのp型(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5P電流阻止層73
を形成する。
【0038】その上に、図14(a),(b)(同図(b)は
同図(a)におけるK−K線断面を示す)に示すように、
AuZn/Auからなる表面電極層28を全面に形成す
る。一方、GaP基板21の裏面側にAuGe/Niからな
る裏面電極29を形成する。
【0039】次に、図15(a),(b)に示すように(同
図(b)は同図(a)におけるL−L線断面を示す)、AuZn
/Auからなる表面電極層28をフォトリソグラフィお
よびヨウ素系エッチャントによる化学エッチングにより
パターン加工して、電流阻止層73上に重なる100μ
mφのボンディングパッド85とその周囲に放射状に伸
びる枝状電極86とからなる表面電極28を形成し、熱
処理を施す。
【0040】最後に、図16(a),(b)に示したよう
に、フォトリソグラフィおよび熱リン酸による化学エッ
チングにより、ボンディングパッド85の周囲を取り囲
む環状の領域のうち上記枝状電極86が通っていない部
分のみに、p型の(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5P上クラッド
層24の表面からアンドープの(Al0.3Ga0.7)0.5In
0.5P活性層23の表面まで達する溝30を形成する。
【0041】このように、半導体層40,22,…,2
4および電流阻止層73のエピタキシャル成長を1回で
済ませた後(工程)、電極28,29や溝30を形成
している(工程〜)ので、半導体発光素子を簡単に
作製することができる。しかも、溝30を、ボンディン
グパッド85の周囲を取り囲む環状の領域のうち枝状電
極86が通っていない部分のみに設けているので、枝状
電極86が溝30の段差によって断線するのを防ぐこと
ができる。
【0042】また、このようにして得られた半導体発光
素子では、第1,第2の実施例と同様に、電流阻止層7
3によってボンディングパッド85から直接直下の半導
体層に電流が注入されるのが阻止される。これは、Au
Zn/Auからなる表面電極28はp型(Al0.7Ga0.3)0.5
In0.5Pの電流阻止層73に対してオーミック接触しな
いので、ボンディングパッド85のコンタクト抵抗が枝
状電極86のコンタクト抵抗に比して大きくなるからで
ある。代わりに、枝状電極86の先端側から溝30の外
側の半導体層に電流が注入される。この枝状電極86の
先端側から注入された電流は、上記溝30のせいでボン
ディングパッド85直下に拡散して回り込むのが抑制さ
れ、そのまま活性層23に達する。したがって、ボンデ
ィングパッド85の直下での発光が抑制される一方、ボ
ンディングパッド85の周囲での発光が相対的に強ま
る。結果として外部出射効率を高めることができる。し
かも、半導体層40,22,…,24および電流阻止層
73のエピタキシャル成長を1回で済ませているので、
半導体層中に再成長界面が存在せず、半導体層の結晶性
を良好なものとすることができる。したがって、外部出
射効率が高まることと相俟って、全体として発光輝度を
高めることができる。
【0043】実際に、図16において電流阻止層73お
よび溝30を持たない構造のものに比べて、この半導体
発光素子は1.2倍程度の発光強度を示すことができ
た。
【0044】
【発明の効果】以上より明らかなように、請求項1の半
導体発光素子では、表面電極は、所定の面積を持つボン
ディングパッドと、このボンディングパッドから周囲の
領域に放射状に伸びる細長い枝部とを少なくとも有し、
上記ボンディングパッドの直下に、このボンディングパ
ッドから半導体層中に電流が注入されるのを阻止する電
流阻止層を備え、上記ボンディングパッドの周囲を取り
囲み上記枝部を横切る環状の領域に、上記半導体層の表
面側から所定の深さに達する溝を設けているので、電流
阻止層によってボンディングパッドから直接直下の半導
体層に電流が注入されるのが阻止される一方、表面電極
の枝部の先端側から上記ボンディングパッドの周囲に設
けられた溝の外側の半導体層に電流が注入される。この
注入された電流は、上記溝のせいでボンディングパッド
直下に拡散して回り込むのが抑制され、略そのまま活性
層に達する。したがって、ボンディングパッド直下での
発光が抑制される一方、ボンディングパッドの周囲での
発光が相対的に強まり、結果として外部出射効率を高め
ることができる。しかも、上記電流阻止層は、上記半導
体層上に設けられているので、上記半導体層の成長に連
続して成長させることができ、エピタキシャル成長を1
回で済ませることができる。これにより、この半導体発
光素子は簡単に作製することができる。また、このよう
に作製した場合、半導体層中に再成長界面が存在しない
ので、半導体層の結晶性が良好なものとなり、外部出射
効率が高まることと相俟って、全体として発光輝度を高
めることができる。
【0045】請求項2の半導体発光素子では、上記溝
は、上記半導体層の表面側から上クラッド層の表面また
は活性層の表面まで達しているので、上記枝部から半導
体層に注入された電流はそのまま上クラッド層または活
性層に達する。したがって、ボンディングパッド直下で
の発光がさらに抑制される一方、ボンディングパッド周
囲での発光がさらに強まり、結果として、外部出射効率
をさらに高めることができる。
【0046】請求項3の半導体発光素子では、上記溝
は、上記ボンディングパッドの周囲を取り囲む環状の領
域のうち上記枝部が通っていない部分のみに設けられて
いるので、上記枝部が上記溝の段差によって断線するの
を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の第1の実施例の、GaAs基板を用
いたAlGaInP系半導体発光素子の作製過程を示す断
面図である。
【図2】 上記半導体発光素子の作製過程を示す表面図
および断面図である。
【図3】 上記半導体発光素子の作製過程を示す表面図
および断面図である。
【図4】 上記半導体発光素子の作製過程を示す表面図
および断面図である。
【図5】 上記半導体発光素子の完成状態の表面図およ
び断面図である。
【図6】 上記半導体発光素子の完成状態の別の箇所の
断面図である。
【図7】 この発明の第2の実施例の、GaAs基板を用
いたAlGaAs系半導体発光素子の作製過程を示す断面
図である。
【図8】 上記半導体発光素子の作製過程を示す表面図
および断面図である。
【図9】 上記半導体発光素子の作製過程を示す表面図
および断面図である。
【図10】 上記半導体発光素子の作製過程を示す表面
図および断面図である。
【図11】 上記半導体発光素子の完成状態の表面図お
よび断面図である。
【図12】 この発明の第3の実施例の、GaP基板を
用いたAlGaInP系半導体発光素子の作製過程を示す
断面図である。
【図13】 上記半導体発光素子の作製過程を示す表面
図および断面図である。
【図14】 上記半導体発光素子の作製過程を示す表面
図および断面図である。
【図15】 上記半導体発光素子の作製過程を示す表面
図および断面図である。
【図16】 上記半導体発光素子の完成状態の表面図お
よび断面図である。
【図17】 従来の、GaAs基板を用いたAlGaInP
系半導体発光素子の概略構造を示す表面図および断面図
である。
【図18】 従来の、GaAs基板を用いた別のAlGaA
s系半導体発光素子の概略構造を示す表面図および断面
図である。
【符号の説明】
1,11 GaAs基板 2,22 AlGaInP下クラッド層 3,23 AlGaInP活性層 4,24 AlGaInP上クラッド層 5 AlGaAs電流拡散層 6,16 GaAsコンタクト層 8,18,28 表面電極 9,19,29 裏面電極 10,20,30 溝 12 AlGaAs下クラッド層 13 AlGaAs活性層 14 AlGaAs上クラッド層 21 GaP基板 71,72,73 電流阻止層 81,83,85 ボンディングパッド 82,84,86 枝状電極 82a,82b,84a,84b 枝部

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 n型とp型のうち一方の導電型を持つ基
    板上に、上記一方の導電型を持つ下クラッド層、光を発
    することができる活性層およびn型とp型のうち他方の
    導電型を持つ上クラッド層を含む半導体層を備え、この
    半導体層上に表面電極を有する半導体発光素子におい
    て、 上記表面電極は、所定の面積を持つボンディングパッド
    と、このボンディングパッドから周囲の領域に放射状に
    伸びる細長い枝部とを少なくとも有し、 上記ボンディングパッドの直下に、このボンディングパ
    ッドから上記半導体層中に電流が注入されるのを阻止す
    る電流阻止層を備え、 上記ボンディングパッドの周囲を取り囲み上記枝部を横
    切る環状の領域に、上記半導体層の表面側から所定の深
    さに達する溝を設けて、 上記枝部の先端側から上記溝の外側の半導体層に電流が
    注入されるようにしたことを特徴とする半導体発光素
    子。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の半導体発光素子におい
    て、 上記溝は、上記半導体層の表面側から上記上クラッド層
    の表面または上記活性層の表面まで達していることを特
    徴とする半導体発光素子。
  3. 【請求項3】 請求項1または2に記載の半導体発光素
    子において、 上記溝は、上記環状の領域のうち上記枝部が通っていな
    い部分のみに設けられていることを特徴とする半導体発
    光素子。
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