JPH08222759A - 半導体発光素子の製造方法 - Google Patents

半導体発光素子の製造方法

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JPH08222759A
JPH08222759A JP2658495A JP2658495A JPH08222759A JP H08222759 A JPH08222759 A JP H08222759A JP 2658495 A JP2658495 A JP 2658495A JP 2658495 A JP2658495 A JP 2658495A JP H08222759 A JPH08222759 A JP H08222759A
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JP
Japan
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layer
mask
etching rate
blocking layer
current
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JP2658495A
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English (en)
Inventor
Emiko Chino
恵美子 千野
Hitoshi Murofushi
仁 室伏
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Sanken Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanken Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 半導体発光素子の光取り出し効率を向上す
る。 【構成】 半導体基板のクラッド層5の上面に、エッチ
ング速度の大きな第1の方向とエッチング速度の小さな
第2の方向をもつエッチングの異方性を有する第1の導
電形の半導体層を形成する工程と、平面形状の中心点を
有しかつ中心点から第1の方向に突出幅が大きく、中心
点から第2の方向に突出幅が小さいマスクを第1の導電
形の半導体層の上面に形成する工程と、第1の導電形の
半導体層にマスクを用いてエッチングを施してマスクの
下方に電流ブロック層9を形成する工程と、マスクを除
去した後、クラッド層5と電流ブロック層9の上に第2
の導電形の電流拡散層6を形成し、電流拡散層6の上面
に電極7を形成する工程とを含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体発光素子の製造方
法、特に電流ブロック層によって良好な光取り出し効率
が得られる半導体発光素子の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば、AlGaInPから成る活性層
をクラッド層によって挟んだダブルヘテロ構造発光素子
において、上面電極の直下に電流ブロック層を形成した
半導体発光素子は公知である。この種の半導体発光素子
(発光ダイオード)では、図6に示すように、n形Ga
As基板(1)の上面に順次、n形GaAsバッファ層
(2)、n形AlGaInPクラッド層(3)、AlG
aInP活性層(4)、P形AlGaInPクラッド層
(5)及びP形AlGaAs電流拡散層(6)が積層さ
れ、電流拡散層(6)の上面とGaAs基板(1)の下
面にそれぞれアノード電極(7)及びカソード電極
(8)が形成される。また、n形AlGaInPから成
る電流ブロック層(9)がアノード電極(7)の直下に
形成される。電流ブロック層(9)は、アノード電極
(7)から活性層(4)へと流れる電流を素子の周辺側
に広げて光の取出し効率を向上する作用がある。電流ブ
ロック層(9)を形成しないと、アノード電極(7)か
ら流れる電流は、コンタクト層(6)及びクラッド層
(5)内の横方向にあまり広がらず、電極(7)の直下
の活性層(4)の領域内に流れ込み、主たる発光領域は
アノード電極(7)の直下に形成される。電極(7)の
直下に形成された発光領域で発光した光は電極(7)に
よって遮られるため、良好に光を取り出すことができな
い。一方、図6に示すように、電極(7)の直下に電流
ブロック層(9)を形成すると、電流Iは図示の如く素
子の周辺側に電流ブロック層(9)を迂回して流れるた
め、主たる発光領域を平面的に見て電極(7)の周辺領
域に移すことができる。この結果、光取り出し効率が向
上する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このように、電流ブロ
ック層(9)を設けると、電流は素子周辺側に広がって
流れるが、光学的特性上、素子の全周にわたってほぼ均
一に電流が広がることが望ましい。このためには、電流
ブロック層(9)の電極(7)の直下から横方向に延び
る突出幅L1は、電極(7)の全周にわたり一定である
ことが望ましいが、電流ブロック層(9)を構成するn
形AlGaInP層の結晶方向に沿うエッチング速度が
異なるため、従来では、突出幅L1を一定に形成するこ
とが困難であった。
【0004】製造の際には、P形AlGaInPクラッ
ド層(5)の上面全体に形成したn形AlGaInP層
のうち、電流ブロック層(9)を形成すべき領域の上面
にレジスト膜を形成し、レジスト膜をマスクとして選択
的にエッチングを施し、部分的にn形AlGaInPを
残存させて電流ブロック層(9)を形成する。このと
き、n形AlGaInP層の全周のどの方向にも横方向
エッチング速度が均一であれば、電流ブロック層(9)
の平面形状はマスクの平面形状と同じ(相似形)とな
る。したがって、マスクを電極(7)と同じ平面形状で
これより若干大きめに形成すれば、所望の電流ブロック
層(9)が形成される。しかしながら、n形AlGaI
nP層は、実際には方向によってエッチング速度が異な
るエッチングの異方性を有するため、電流ブロック層
(9)は例えば図7に示すように、マスク形状即ち電極
(7)の平面形状と大きく異なって形成される。図7で
は、半導体基板の対角線方向のエッチング速度が辺方向
に比べて大きいために、突出幅が角部で小さく辺部で大
きくなる。
【0005】そこで、本発明は、このような問題を解決
し、突出幅Lがその全周にわたってほぼ均一となるよう
な電流ブロック層を形成できる半導体発光素子の製造方
法を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明による半導体発光
素子の製造方法は、少なくとも第1の導電形のクラッド
層(3)と、活性層(4)と、第1の導電形の反対の第
2の導電形のクラッド層(5)とを順次積層した半導体
基板のクラッド層(5)の上面に、エッチング速度の大
きな第1の方向とエッチング速度の小さな第2の方向を
もつエッチングの異方性を有する第1の導電形の半導体
層(10)を形成する工程と、平面形状の中心点を有し
かつ中心点から第1の方向に突出幅が大きく、中心点か
ら第2の方向に突出幅が小さいマスク(12)を第1の
導電形の半導体層(10)の上面に形成する工程と、第
1の導電形の半導体層(10)にマスク(12)を用い
てエッチングを施してマスク(12)の下方に電流ブロ
ック層(9)を形成する工程と、マスク(12)を除去
した後、クラッド層(5)と電流ブロック層(9)の上
に第2の導電形の電流拡散層(6)を形成し、電流拡散
層(6)の上面に電極(7)を形成する工程とを含む。
本発明の実施例では、第1の導電形の半導体層(10)
はAlGaInP層であり、第1の方向は結晶面{00
1}に垂直な方向であり、第2の方向は結晶面{01
1}に垂直な方向である。
【0007】
【作用】エッチング速度が大きい第1の方向には予めマ
スク(12)の突出幅を大きくとると共に、エッチング
速度が小さい第2の方向にはマスク(12)の突出幅を
小さくすることによって、異なる方向からのエッチング
速度の差異を補償して、所望の形状の電流ブロック層
(9)を形成することができる。
【0008】
【実施例】次に、本発明の一実施例に係る半導体発光素
子の製造方法を図1〜図5について説明する。
【0009】本実施例の発光素子を製作するためには、
まず図1に示すようにn形GaAs基板(1)の上面に
n形GaAsバッファ層(2)、n形AlGaInPク
ラッド層(3)、AlGaInP活性層(4)、P形A
lGaInPクラッド層(5)及びn形AlGaInP
層(10)を順次形成した半導体基板(11)を用意す
る。n形AlGaInP層(10)は、後に選択的にエ
ッチングが施されて図5に示す電流ブロック層(9)と
なる。
【0010】次に、n形AlGaInP層(10)の上
面に図2及び図3に示すようにレジスト膜等から成る多
角形(花形)のマスク(12)を形成する。図2及び図
3では、電流ブロック層(9)を形成すべき領域をブロ
ック層形成予定領域(13)として示す。図3から明ら
かなように、本実施例ではマスク(12)の平面形状
は、形成すべき電流ブロック層(9)のブロック層形成
予定領域(13)と同一でもなく相似形でもない。即ち
平面的に見て基板(11)の対角線方向には、マスク
(12)は、ブロック層形成予定領域(13)の中心点
Oからその対角線の方向に沿ってブロック層形成予定領
域(13)から突出幅L3だけ突出し、中心点Oから基
板の辺方向に沿ってブロック層形成予定領域(13)か
ら突出幅L4だけ突出するが、突出幅L3とL4との関係
はL3>L4となる。これは、n形AlGaInP層(1
0)では、対角線方向に垂直な結晶面{001}でのエ
ッチング速度が辺方向に垂直な結晶面{011}でのエ
ッチング速度に比べて大きいため、エッチング速度が大
きい方向には予めマスク(12)の突出幅を大きくとる
と共に、エッチング速度が小さい方向にはマスク(1
2)の突出幅を小さくすることによって、異なる方向か
らのエッチング速度の差異を補償するためである。これ
により、所望の形状の電流ブロック層(9)を形成する
ことができる。なお、レジスト膜はエッチング速度に方
向性を持たないので、マスクは、所望の平面形状に形成
できる。
【0011】次に、例えば塩酸(HCl)系のエッチン
グ液を用いて従来と同様に図2の半導体基板にエッチン
グを施すと、図4に示すように電極(7)と相似形の電
流ブロック層(9)をn形AlGaInP層(10)か
ら形成することができる。即ち、n形AlGaInP層
(10)の結晶方向でのエッチング速度差による平面形
状への影響を相殺できる平面形状のマスクを使用するた
め、電極(7)の平面形状とほぼ同一又はほぼ相似形の
電流ブロック層(9)を形成することができる。
【0012】続いて、有機金属気相エピタキシャル成長
法(MOVPE)又は有機金属CVD法(MOCVD)
によって電流拡散層(6)を形成し、電流拡散層(6)
の上面とGaAs基板(1)の下面にそれぞれ真空蒸着
法によって電極(7)(8)を形成して、図4〜図5に
示す発光素子を完成する。
【0013】本実施例によって製作される発光素子によ
れば、図4に示すように、電流ブロック層(9)の電極
(7)直下から横方向に延びる長さ(突出幅L2)が、
平面的に見て電流ブロック層(9)の全周にわたって一
定である。このため、電流を素子周辺に均一に流すこと
ができ、良好な光学的特性が得られる。
【0014】本発明の実施態様は前記の実施例に限定さ
れず、変更が可能である。例えば、電流ブロック層
(9)が四角形以外の平面形状であるときにも、本発明
は適用可能である。
【0015】
【発明の効果】所望の形状の電流ブロック層(9)が得
られ、光取り出し効率を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明による発光ダイオードの製造に使用す
る半導体基板の断面図
【図2】 図1の半導体基板上にマスクを形成した断面
【図3】 図2の平面図
【図4】 本発明による発光ダイオードの平面図
【図5】 図2の半導体基板に電流拡散層及び電極を形
成した状態の断面図
【図6】 従来の発光ダイオードの断面図
【図7】 従来の発光ダイオードの平面図
【符号の説明】
(1)...n形GaAs基板、 (2)...n形G
aAsバッファ層、(3)...n形AlGaInPク
ラッド層、 (4)...AlGaInP活性層、
(5)...P形AlGaInPクラッド層、
(6)...P形AlGaAs電流拡散層、
(7)...アノード電極、 (8)...カソード電
極、 (9)...電流ブロック層、 (11) 半導
体基板、 (12)...マスク、 (13)...ブ
ロック層形成予定領域、

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも第1の導電形のクラッド層
    (3)と、活性層(4)と、第1の導電形の反対の第2
    の導電形のクラッド層(5)とを順次積層した半導体基
    板の前記クラッド層(5)の上面に、エッチング速度の
    大きな第1の方向とエッチング速度の小さな第2の方向
    をもつエッチングの異方性を有する第1の導電形の半導
    体層(10)を形成する工程と、 平面形状の中心点(O)を有しかつ該中心点(O)から
    前記第1の方向に突出幅が大きく、前記中心点から前記
    第2の方向に突出幅が小さいマスク(12)を前記第1
    の導電形の半導体層(10)の上面に形成する工程と、 前記第1の導電形の半導体層(10)に前記マスク(1
    2)を用いてエッチングを施して前記マスク(12)の
    下方に電流ブロック層(9)を形成する工程と、 前記マスク(12)を除去した後、前記クラッド層
    (5)と電流ブロック層(9)の上に第2の導電形の電
    流拡散層(6)を形成し、前記電流拡散層(6)の上面
    に電極(7)を形成する工程とを含むことを特徴とする
    半導体発光素子の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記第1の導電形の半導体層(10)は
    AlGaInP層であり、前記第1の方向は結晶面{0
    01}に垂直な方向であり、前記第2の方向は結晶面
    {011}に垂直な方向である請求項1に記載の半導体
    発光素子の製造方法。
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