JPH08236811A - Semiconductor light emitting device and its manufacture - Google Patents

Semiconductor light emitting device and its manufacture

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JPH08236811A
JPH08236811A JP3737795A JP3737795A JPH08236811A JP H08236811 A JPH08236811 A JP H08236811A JP 3737795 A JP3737795 A JP 3737795A JP 3737795 A JP3737795 A JP 3737795A JP H08236811 A JPH08236811 A JP H08236811A
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light emitting
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Hiroyuki Hosobane
弘之 細羽
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Abstract

PURPOSE: To improve light take-out efficiency, and form an element structure having a current blocking region in a part above an active layer by one crystal growth process, by widely diffusing a current injected in an active layer, outside the part of the active layer just under an electrode on the element surface. CONSTITUTION: A current path adjusting layer 5 composed of a current blocking region 5a for blocking a current and a current passing region 5b for passing a current is formed on a multilayer structure 110 containing an active layer 3. An N-type electrode 102 is arranged above the current path adjusting layer 5, so as to face the current blocking region 5a. A P-type GaAs substrate 1 has a trench forming part 1a where a plurality of trenches 1a1 are formed in the substrate surface. The face orientation of an inclined surface of the trench 1a1 and the face orientation of a flat part 1b of the substrate surface control the conductivity of the current adjusting layer 5 which is grown on the substrate and contains dopants Zn and Se.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は半導体発光素子および
その製造方法に関し、特に製造工程の増大を招くことな
く高輝度化を図るための素子構造及びその製造プロセス
に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor light emitting device and a method of manufacturing the same, and more particularly to a device structure and a manufacturing process thereof for achieving higher brightness without increasing the number of manufacturing steps.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、LED(発光ダイオード)が屋内
外の表示デバイスとして脚光を浴びている。特にその高
輝度化に伴い、今後数年の間に屋外ディスプレイ市場が
急伸すると思われ、LEDは将来的にネオンサインに変
わる表示媒体に成長するものと期待されている。高輝度
LEDは、AlGaAs系のDH(ダブルヘテロ)構造
をもつ赤色LEDにおいて実現されてきており、最近で
はAlGaInP系DH構造LEDにより橙〜緑色にお
いても高輝度LEDが実現されている。
2. Description of the Related Art In recent years, LEDs (light emitting diodes) have been spotlighted as indoor and outdoor display devices. In particular, with the increase in brightness, the outdoor display market is expected to grow rapidly in the next few years, and LEDs are expected to grow into display media that will replace neon signs in the future. High-brightness LEDs have been realized in red LEDs having an AlGaAs-based DH (double hetero) structure, and recently, high-brightness LEDs have been realized even in orange to green by AlGaInP-based DH structure LEDs.

【0003】AlGaInP系材料は、窒化物を除くII
I−V族化合物半導体材料の中で最大の直接遷移型バン
ドギャップを有し、0.5〜0.6μm帯の発光素子材
料として注目されている。
AlGaInP-based materials exclude nitrides II
It has the largest direct transition type band gap among I-V group compound semiconductor materials, and is attracting attention as a light emitting device material in the 0.5 to 0.6 μm band.

【0004】特に、GaAsを基板材料として用い、こ
れに格子整合するAlGaInPからなる発光部を持つ
pn接合型発光ダイオード(LED)は、発光部の構成
材料としてGaPやGaAsP等の間接遷移型の材料を
用いたLEDに比べ、赤色から緑色の高輝度の発光が可
能である。高輝度のLEDを実現するためには、つまり
LEDから出射する光量を高めるには、素子の発光部で
の発光効率を高めることはもとより、発光部で発生した
光を、素子内部での光吸収や、発光部と電極の相対位置
関係等を考慮して、素子外部にいかに効率良く取り出せ
るようにするかが重要である。
In particular, a pn junction type light emitting diode (LED) using GaAs as a substrate material and having a light emitting portion made of AlGaInP lattice-matched to it is an indirect transition type material such as GaP or GaAsP as a constituent material of the light emitting portion. It is possible to emit light of high brightness from red to green as compared with the LED using. In order to realize a high-brightness LED, that is, to increase the amount of light emitted from the LED, in addition to increasing the luminous efficiency of the light emitting portion of the element, the light generated by the light emitting portion is absorbed inside the element. It is important to efficiently extract the light outside the device in consideration of the relative positional relationship between the light emitting portion and the electrode.

【0005】図19は、AlGaInP発光部を有する
従来のLED(特開平4−229665号公報参照)の
断面構造を示す図であり、図19(a)には該断面構造
における電流分布が点線で示されており、図19(b)
には、素子内部での発光の仕方が、発光部から出射され
る光(以下、LED光という。)の経路(実線)により
示されている。
FIG. 19 is a view showing a sectional structure of a conventional LED (see Japanese Patent Laid-Open No. 4-229665) having an AlGaInP light emitting portion. In FIG. 19 (a), the current distribution in the sectional structure is indicated by a dotted line. Shown, Figure 19 (b)
Shows the way of light emission inside the element by the path (solid line) of light emitted from the light emitting portion (hereinafter referred to as LED light).

【0006】図において、10はpn接合型発光ダイオ
ード(LED)で、そのp−GaAs基板11上には、
その表面上にp−AlGaInP下クラッド層12,A
lGaInP活性層13及びn−AlGaInP上クラ
ッド層14を順次積層してなる、ダブルヘテロ接合部を
有する積層構造10aが設けられている。また、該上ク
ラッド層14上の一部に形成されたn−GaAsコンタ
クト層15上には、n型電極15aが設けられ、またp
−GaAs基板11の裏面全面にはp型電極11aが形
成されている。そして、上記活性層13の、n型電極1
5a直下部分及びその近傍部分がLED10の発光部1
3aとなっている。
In the figure, 10 is a pn junction type light emitting diode (LED), and on the p-GaAs substrate 11,
P-AlGaInP lower clad layer 12, A on the surface
A laminated structure 10a having a double heterojunction portion, which is formed by sequentially laminating the 1GaInP active layer 13 and the n-AlGaInP upper cladding layer 14, is provided. An n-type electrode 15a is provided on the n-GaAs contact layer 15 formed on a part of the upper cladding layer 14, and p
A p-type electrode 11a is formed on the entire back surface of the -GaAs substrate 11. Then, the n-type electrode 1 of the active layer 13 is formed.
The light emitting portion 1 of the LED 10 is located immediately below 5a and in the vicinity thereof.
3a.

【0007】このような構造のLED10では、問題点
が3つあげられ、その第1の問題点は、発光部13aが
n型電極15aの下側の狭い領域に限られることから素
子の表面(上面)からの光の取り出し効率が低くなって
いる点である。
In the LED 10 having such a structure, there are three problems. The first problem is that the light emitting portion 13a is limited to a narrow region below the n-type electrode 15a, so that the surface of the device ( That is, the efficiency of extracting light from the upper surface is low.

【0008】つまり、n−AlGaInP上クラッド層
14の抵抗率がp−AlGaInP下クラッド層12に
比べてやや小さいものの、該上クラッド層14での電子
の移動度は、不純物濃度が1018cm-3となる程度のド
ーピングでも100cm/V・sと小さく、n−AlG
aInP上クラッド層14中での電流広がりはあまりな
い。
[0008] That is, although the resistivity of the n-AlGaInP upper cladding layer 14 is slightly smaller than the p-AlGaInP lower cladding layer 12, the electron mobility in the upper cladding layer 14, the impurity concentration of 10 18 cm - N-AlG is as small as 100 cm / V · s even when doped to a level of 3.
There is not much current spread in the aInP upper cladding layer 14.

【0009】したがって、活性層の、n型電極15aの
直下部分での発光量が多くなり、また、図19(b)に
表されるように、n型電極直下部分から上方に向かうL
ED光(イ〜ハ)はn型電極15aで反射され、このた
め素子上面からの光取り出し効率は低いものとなってい
る。
Therefore, the amount of light emission in the portion of the active layer directly below the n-type electrode 15a increases, and as shown in FIG.
The ED light (a to c) is reflected by the n-type electrode 15a, so that the light extraction efficiency from the upper surface of the element is low.

【0010】また、第2の問題点は、素子表面でのLE
D光の反射により光取出し効率が低くなっている点であ
る。つまり、図19(b)に表されるように、n電極直
下部分から、素子表面のn型電極配置部の外側に向かう
LED光(ニ)は臨界角以上で素子の上面に入射し、該
素子上面にて素子の内側に反射されることとなり、この
ため素子上面からの光取り出し効率は非常に低いものと
なっている点である。さらに、第3の問題点として、L
ED光が橙色から緑色の範囲である高輝度LEDでは、
その構成材料としてAlGaInP混晶半導体系材料を
用いており、面方位が(100)面である基板表面上で
その結晶成長を行うと、成長層中に自然超格子が形成さ
れる点である。
The second problem is that LE on the device surface is
This is the point that the light extraction efficiency is lowered due to the reflection of the D light. That is, as shown in FIG. 19B, the LED light (d) traveling from the portion immediately below the n-electrode to the outside of the n-type electrode arrangement portion on the element surface is incident on the upper surface of the element at a critical angle or more, The light is reflected inside the element on the upper surface of the element, and therefore the light extraction efficiency from the upper surface of the element is extremely low. Furthermore, as a third problem, L
For high-brightness LEDs where the ED light is in the orange to green range,
An AlGaInP mixed crystal semiconductor material is used as the constituent material, and a natural superlattice is formed in the growth layer when the crystal is grown on the surface of the substrate whose plane orientation is the (100) plane.

【0011】この自然超格子は、III族原子であるI
n、Ga、Alが〈111〉方向に長距離秩序構造を形
成するものであるが、GaInPを例にとると、このよ
うな自然超格子が形成されたGa0.5In0.5Pのバンド
ギャップは、理想的な混晶状態で自然超格子が形成され
ていないGa0.5In0.5Pのバンドギャップよりも約9
0meV小さくなる。従って、自然超格子が形成された
場合、所望の発光波長よりも長波長化するため、波長が
本来の設定値になるようAl組成を増加する必要があ
り、Al組成の増加により発光効率の減少および信頼性
の低下などの問題点が発生していた。
This natural superlattice is a group III atom I
n, Ga, and Al form a long-range ordered structure in the <111> direction. Taking GaInP as an example, the band gap of Ga 0.5 In 0.5 P in which such a natural superlattice is formed is About 9 than the band gap of Ga 0.5 In 0.5 P in which the natural superlattice is not formed in the ideal mixed crystal state.
It becomes 0 meV smaller. Therefore, when a natural superlattice is formed, the wavelength becomes longer than the desired emission wavelength, so it is necessary to increase the Al composition so that the wavelength becomes the original set value, and the emission efficiency decreases due to the increase in the Al composition. Also, there were problems such as deterioration of reliability.

【0012】上述した3つの問題点の中うちの第1の問
題点を解決したものとして、特開平4−229665号
公報には、発光部と光取り出し側の電極との間に電流を
拡散させるための電流拡散層を設け、これにより発光部
における電流分布を改善したものが開示されている。
As a solution to the first of the above-mentioned three problems, Japanese Patent Laid-Open No. 4-229665 discloses a method of diffusing a current between a light emitting portion and an electrode on the light extraction side. It has been disclosed that a current diffusion layer is provided to improve the current distribution in the light emitting portion.

【0013】図20はこのような電流拡散層を有するL
EDの断面構造を示しており、図において、20は該電
流拡散層28を有するLEDで、上記図19に示すLE
D10と同様、そのn−GaAs基板21上には、その
表面上にn−AlGaInP下クラッド層22,AlG
aInP活性層23及びp−AlGaInP上クラッド
層24を順次積層してなる、ダブルヘテロ接合部を有す
る積層構造20aが設けられている。また、該上クラッ
ド層24上にはp−GaInP中間バンドギャップ層2
6が形成され、その表面の所定領域上には、n−AlG
aInP電流阻止層27が設けられている。
FIG. 20 shows an L having such a current spreading layer.
The cross-sectional structure of the ED is shown. In the figure, 20 is an LED having the current spreading layer 28, and the LE shown in FIG.
Similar to D10, on the n-GaAs substrate 21, the n-AlGaInP lower cladding layer 22, AlG is formed on the surface thereof.
A laminated structure 20a having a double heterojunction portion, which is formed by sequentially laminating an aInP active layer 23 and a p-AlGaInP upper cladding layer 24, is provided. The p-GaInP intermediate bandgap layer 2 is formed on the upper cladding layer 24.
6 is formed, and n-AlG is formed on a predetermined area of the surface.
An aInP current blocking layer 27 is provided.

【0014】そして、上記電流拡散層28が該中間バン
ドギャップ層26及び電流阻止層27上全面に形成され
ている。該電流拡散層28の表面の、上記電流阻止層2
7に対向する領域には、p−GaAsコンタクト層25
を介してp型電極25aが設けられ、またn−GaAs
基板21の裏面全面にはn型電極21bが形成されてい
る。
The current diffusion layer 28 is formed on the entire surface of the intermediate bandgap layer 26 and the current blocking layer 27. The current blocking layer 2 on the surface of the current diffusion layer 28.
P-GaAs contact layer 25 in the region facing 7
P-type electrode 25a is provided via the
An n-type electrode 21b is formed on the entire back surface of the substrate 21.

【0015】次に製造方法について説明する。Next, the manufacturing method will be described.

【0016】まず、第1の結晶成長工程では、結晶成長
装置内に配置したn−GaAs基板21上に、n−Al
GaInP下クラッド層22、AlGaInP活性層2
3、p−AlGaInP上クラッド層24を順次形成
し、さらに続けてp−GaInP中間バンドギャップ層
26及びn−AlGaInP層を成長する。
First, in the first crystal growth step, n-Al is placed on the n-GaAs substrate 21 placed in the crystal growth apparatus.
GaInP lower clad layer 22, AlGaInP active layer 2
3. The p-AlGaInP upper clad layer 24 is sequentially formed, and then the p-GaInP intermediate bandgap layer 26 and the n-AlGaInP layer are grown.

【0017】ここで、一旦上記基板を結晶成長装置から
取り出し、これをエッチング装置内に装着し、第1のエ
ッチング処理を行う。つまり、n−AlGaInP層を
選択的にエッチングして、上記中間バンドギャップ層2
6上に円形形状のn−AlGaInP電流阻止層27を
形成する。
Here, the substrate is once taken out from the crystal growth apparatus, mounted in an etching apparatus, and a first etching process is performed. That is, the n-AlGaInP layer is selectively etched, and the intermediate band gap layer 2 is formed.
A circular n-AlGaInP current blocking layer 27 is formed on the substrate 6.

【0018】そして、上記エッチング処理を施した基板
を再度結晶成長装置内に装着して第2の結晶成長を行
う。この第2の結晶成長工程では、中間バンドギャップ
層26及びn−AlGaInP電流阻止層27上全面に
p−AlGaAs電流拡散層28を成長し、さらにp−
GaAs層を成長する。
Then, the substrate that has been subjected to the above etching treatment is mounted again in the crystal growth apparatus to perform the second crystal growth. In this second crystal growth step, a p-AlGaAs current diffusion layer 28 is grown on the entire surface of the intermediate band gap layer 26 and the n-AlGaInP current blocking layer 27, and then p-
Grow a GaAs layer.

【0019】次に、上記基板を結晶成長装置から取り出
して、p−GaAs層上にp型電極25aを、またn−
GaAs基板21の裏面側にはn型電極21aを形成す
る。ここで、p型電極25aはレジストなどを用いたリ
フトオフ法またはエッチングにより、上記電流拡散層2
8表面の、電流阻止層27の直上に対応する領域に形成
され、このp型電極25aの直下部分以外のp−GaA
s層は、選択エッチングにより除去され、該p型電極2
5aの直下にはp−GaAsコンタクト層25が形成さ
れる。
Next, the substrate is taken out from the crystal growth apparatus, and the p-type electrode 25a and the n-type electrode 25a are formed on the p-GaAs layer.
An n-type electrode 21a is formed on the back surface side of the GaAs substrate 21. Here, the p-type electrode 25a is formed by the lift-off method using a resist or the like, or by etching the current diffusion layer 2 described above.
P-GaA formed in a region corresponding to immediately above the current blocking layer 27 on the surface of 8 and other than directly below the p-type electrode 25a.
The s layer is removed by selective etching to remove the p-type electrode 2
A p-GaAs contact layer 25 is formed immediately below 5a.

【0020】この図20に示す従来のLED20では、
p型電極25aから電流拡散層28へ注入された電流L
20は、電流拡散層28にて該p型電極25aの両側へ大
きく広がって、中間バンドギャップ層26を介してp−
上クラッド層24に注入される。したがって、この構造
のLED20では、発光領域は、p型電極25aの直下
及びその近傍部の外側の領域まで幅広く広がることとな
る。また、p型電極25aからその直下の領域に向かう
電流は、上記電流阻止層27によりブロックされるた
め、活性層23のp型電極直下部分に注入される電流
は、それ以外の部分に回されることとなる。これにより
活性層の、p型電極直下部分以外の領域での発光量の高
めることができ、LED光の導出効率を高めることがで
きる。
In the conventional LED 20 shown in FIG. 20,
The current L injected from the p-type electrode 25a into the current diffusion layer 28
The current diffusion layer 28 spreads greatly to both sides of the p-type electrode 25a and the p-type electrode 20 is formed through the intermediate band gap layer 26.
It is injected into the upper cladding layer 24. Therefore, in the LED 20 having this structure, the light emitting region is broadly spread to the region directly below the p-type electrode 25a and outside the vicinity thereof. In addition, since the current flowing from the p-type electrode 25a to the region directly below the p-type electrode 25a is blocked by the current blocking layer 27, the current injected into the portion of the active layer 23 immediately below the p-type electrode is diverted to the other portion. The Rukoto. As a result, the amount of light emission in the region of the active layer other than the portion directly below the p-type electrode can be increased, and the LED light extraction efficiency can be increased.

【0021】ところが、このようなLED20の素子構
造を作製するには、2回の結晶成長工程を必要とするた
め、コストと歩留まりの点から問題であった。また、n
−電流阻止層27となるn−AlGaInP層を選択エ
ッチングしたのち、p−InGaP中間バンドギャップ
層26及びn−電流阻止層27上にp−電流拡散層28
を再成長するため、再成長界面の結晶性に問題があり、
特性や信頼性に影響を与えていた。
However, in order to manufacture such a device structure of the LED 20, two crystal growth steps are required, which is a problem in terms of cost and yield. Also, n
After selectively etching the n-AlGaInP layer to be the current blocking layer 27, the p-current diffusion layer 28 is formed on the p-InGaP intermediate bandgap layer 26 and the n-current blocking layer 27.
Therefore, there is a problem with the crystallinity of the regrowth interface,
It affected the characteristics and reliability.

【0022】このように図20に示す従来の発光ダイオ
ード20では、第1の問題点、つまり発光部がp型電極
下側の狭い領域に限られることから素子の上面方向への
光の取り出し効率が低くなってしまうという問題点に対
しては効果があるものの、新たに第4の問題点として製
造プロセス上の問題を招くこととなる。
As described above, in the conventional light emitting diode 20 shown in FIG. 20, the first problem is that the light emitting portion is limited to the narrow region below the p-type electrode, and therefore the light extraction efficiency in the upper surface direction of the element is high. Although it is effective against the problem that the value becomes low, it newly causes a problem in the manufacturing process as the fourth problem.

【0023】また、上記発光ダイオード20の素子構造
では、素子表面でのLED光の反射により光取出し効率
が低くなってしまうという第2の問題点、さらにAlG
aInP混晶半導体系材料を基板の(100)面上に成
長した場合に生ずる自然超格子に起因する第3の問題点
は解決することができず、さらなる高輝度化を図り、良
好な特性や信頼性を確保することは困難であった。
In the device structure of the light emitting diode 20, the second problem is that the light extraction efficiency becomes low due to the reflection of the LED light on the device surface, and further the AlG.
The third problem resulting from the natural superlattice that occurs when the aInP mixed crystal semiconductor material is grown on the (100) plane of the substrate cannot be solved, and further higher brightness can be achieved, and good characteristics and It was difficult to secure reliability.

【0024】[0024]

【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
図19及び図20に示す従来の半導体発光素子では、そ
れぞれ種々の問題点がある。
As described above,
The conventional semiconductor light emitting device shown in FIGS. 19 and 20 has various problems.

【0025】まとめると、図19に示す従来の半導体発
光素子10においては、n−AlGaInP上クラッド
層14中での電流広がりは十分なものではないため、n
型電極直下の領域での発光量が多くなり、図19(b)
に表されるようにn型電極直下の領域から上方に向かう
LED光(イ〜ハ)がn型電極15aで反射されること
となる。このため、素子の上面方向への光取り出し効率
が低いものとなっている。
In summary, in the conventional semiconductor light emitting device 10 shown in FIG. 19, the current spread in the n-AlGaInP upper cladding layer 14 is not sufficient, so that n
The amount of light emission increases in the region immediately below the mold electrode, and FIG.
As shown in, the LED light (a to c) that goes upward from the region immediately below the n-type electrode is reflected by the n-type electrode 15a. Therefore, the light extraction efficiency in the upper surface direction of the device is low.

【0026】また、発光部から素子上面の電極配置部の
外側に向かうLED光(ニ)のように臨界角以上で素子
上面に入射するものは、素子から外部に出射することは
ない。この点からも、素子の上面からの光取り出し効率
は低いものとなっていた。
Further, the LED light (d) which is emitted from the light emitting portion to the outside of the electrode arrangement portion on the upper surface of the element and which is incident on the upper surface of the element at a critical angle or more, is not emitted from the element to the outside. From this point as well, the light extraction efficiency from the upper surface of the device was low.

【0027】加えて、AlGaInP混晶半導体系の半
導体発光素子では、(100)面の面方位を持つ基板表
面上で自然超格子が形成され、これによってLED光が
所望の発光波長よりも長波長化する。ところが、この長
波長化によるLED光の発光色のずれを調整するには、
Al組成を増加する必要があり、Al組成の増加により
発光効率の減少および信頼性の低下などの問題を招くこ
ととなる。
In addition, in the AlGaInP mixed crystal semiconductor-based semiconductor light emitting device, a natural superlattice is formed on the surface of the substrate having a plane orientation of (100), whereby the LED light has a wavelength longer than a desired emission wavelength. Turn into. However, in order to adjust the deviation of the emission color of the LED light due to the longer wavelength,
It is necessary to increase the Al composition, and the increase of the Al composition causes problems such as a decrease in luminous efficiency and a decrease in reliability.

【0028】また、図20に示す半導体発光素子におい
ては、電流拡散層及び電流阻止層を備えることにより、
電極直下以外の広域に発光領域を広げることができ、光
の導出効率を向上することができる。ところが、素子の
内部から臨界角以上で素子上面に入射するLED光は、
該素子上面から外部に出ることができず、素子上面から
の光取り出し効率は非常に低いという問題点が依然とあ
る。また、このLED20における素子構造は、AlG
aInP混晶半導体系LEDでの自然超格子に起因する
問題に対しては有効なものではなかった。
Further, in the semiconductor light emitting device shown in FIG. 20, by providing the current diffusion layer and the current blocking layer,
The light emitting region can be spread over a wide area other than directly below the electrodes, and the light extraction efficiency can be improved. However, the LED light incident on the upper surface of the device from the inside of the device at a critical angle or more is
There is still a problem that the efficiency of light extraction from the upper surface of the element is very low because the light cannot be emitted from the upper surface of the element. The element structure of this LED 20 is AlG.
It is not effective for the problem caused by the natural superlattice in the aInP mixed crystal semiconductor LED.

【0029】しかも、図20に示す素子構造を有するL
ED20の製造方法では、2回の結晶成長工程が必要と
なり、これがコストアップや歩留まりの低下の要因とな
っている。
Moreover, L having the element structure shown in FIG.
The method of manufacturing the ED 20 requires two crystal growth steps, which causes an increase in cost and a decrease in yield.

【0030】また、ウェハ(基板)上に下クラッド層か
ら電流阻止層となる半導体層までを成長した後、一旦ウ
ェハを成長装置から出し、該半導体層にエッチング処理
を施し、該半導体層の選択エッチングにより電流阻止層
を形成した後、再びウェハを成長装置内に入れて、p−
中間バンドギャップ層26とn−電流阻止層が露出され
たウェハ上にp−電流拡散層を再成長する。このため、
ウェハは、電流阻止層のエッチング処理を行う際に、成
長装置から取り出され大気にさらされることとなり、こ
のため再成長界面の酸化や不純物の混入などが発生しや
すく、したがって、再成長界面での結晶性の劣化、また
特性や信頼性に及ぶ悪影響等の問題があった。
Further, after growing the lower clad layer to the semiconductor layer which becomes the current blocking layer on the wafer (substrate), the wafer is once taken out from the growth apparatus and the semiconductor layer is subjected to etching treatment to select the semiconductor layer. After forming the current blocking layer by etching, the wafer is put in the growth apparatus again, and p-
The p-current spreading layer is regrown on the wafer with the intermediate bandgap layer 26 and the n-current blocking layer exposed. For this reason,
During the etching process of the current blocking layer, the wafer is taken out of the growth apparatus and exposed to the atmosphere, which easily causes oxidation of the regrowth interface and inclusion of impurities. There are problems such as deterioration of crystallinity and adverse effects on characteristics and reliability.

【0031】本発明は上記のような問題点を解決するた
めになされたもので、活性層に注入される電流を、活性
層の、素子表面の電極直下の部分の外側に広く拡散させ
て、光取出し効率を向上することができ、しかも活性層
上方の一部に電流ブロック領域を有する素子構造を、1
回の結晶成長工程により形成することができる半導体発
光素子及びその製造方法を得ることが本発明の目的であ
る。
The present invention has been made in order to solve the above problems, and diffuses the current injected into the active layer to the outside of the portion of the active layer directly below the electrode on the device surface, A device structure capable of improving the light extraction efficiency and having a current block region in a part above the active layer is provided.
It is an object of the present invention to obtain a semiconductor light emitting device that can be formed by a single crystal growth step and a method for manufacturing the same.

【0032】また、活性層に注入される電流の拡散だけ
でなく、素子表面でのLED光の反射抑制によっても光
取出し効率を向上することができ、さらにAlGaIn
P混晶半導体系材料を用いた場合の自然超格子の発生を
回避して、発光効率の減少および信頼性の低下を招くこ
となく、所望の発光波長の発光光を得ることができ、し
かも活性層上方の一部に電流ブロック領域を有する素子
構造を、1回の結晶成長工程により形成することができ
る半導体発光素子及びその製造方法を得ることが本発明
の目的である。
Further, the light extraction efficiency can be improved not only by the diffusion of the current injected into the active layer but also by suppressing the reflection of the LED light on the device surface.
It is possible to avoid the occurrence of a natural superlattice in the case of using a P-mixed crystal semiconductor material, obtain emission light of a desired emission wavelength without causing a decrease in emission efficiency and a decrease in reliability, and activate it. It is an object of the present invention to obtain a semiconductor light emitting device capable of forming a device structure having a current blocking region in a portion above a layer by a single crystal growth step, and a manufacturing method thereof.

【0033】[0033]

【課題を解決するための手段】この発明(請求項1)に
係る半導体発光素子は、p型化合物半導体基板と、該基
板の表面側にp型下クラッド層,活性層及びn型上クラ
ッド層を順次積層してなる、ダブルヘテロ接合部を有す
る積層構造と、該積層構造上に形成され、電流をブロッ
クする電流ブロック領域と、電流を通過させる電流通過
領域とからなる、導電型が異なる第1及び第2のドーパ
ントを含む電流経路調整層と、該電流経路調整層の上側
に、その電流ブロック領域に対向するよう形成されたn
型電極と、該p型化合物半導体基板の裏面側に形成され
たp型電極とを備えている。該p型化合物半導体基板
は、その表面に1つあるいは複数の溝が形成された溝形
成部分を有し、該溝の斜面の面方位及び該基板表面の平
坦部分の面方位が、該基板上に成長される所定のドーパ
ントを含む半導体領域の導電性を支配するものである。
該電流経路調整層の電流ブロック領域は、該溝の斜面の
面方位により第1のドーパントによる導電性を持つよう
形成された領域であり、該電流経路調整層の電流通過領
域は、該基板の平坦部分の面方位により第2のドーパン
トによる導電性を持つよう形成された領域である。その
ことにより上記目的が達成される。
A semiconductor light emitting device according to the present invention (claim 1) is a p-type compound semiconductor substrate, and a p-type lower clad layer, an active layer and an n-type upper clad layer on the surface side of the substrate. A laminated structure having a double heterojunction portion sequentially laminated, a current blocking region formed on the laminated structure for blocking a current, and a current passage region for allowing a current to pass therethrough. A current path adjusting layer containing the first and second dopants, and n formed on the upper side of the current path adjusting layer so as to face the current block region.
The p-type electrode and the p-type electrode formed on the back surface side of the p-type compound semiconductor substrate. The p-type compound semiconductor substrate has a groove forming portion in which one or a plurality of grooves are formed on the surface thereof, and the plane orientation of the slope of the groove and the plane orientation of the flat portion of the substrate surface are on the substrate. It controls the conductivity of the semiconductor region containing a predetermined dopant that is grown on the substrate.
The current blocking region of the current path adjusting layer is a region formed so as to have conductivity by the first dopant due to the plane orientation of the inclined surface of the groove, and the current passing region of the current path adjusting layer is the region of the substrate. This is a region formed to have conductivity by the second dopant depending on the plane orientation of the flat portion. Thereby, the above object is achieved.

【0034】この発明(請求項2)は、請求項1記載の
半導体発光素子において、前記p型化合物半導体基板の
表面の平坦部分の面方位を(100)面とし、その溝形
成部分における溝の斜面の面方位をA面とし、前記電流
経路調整層を、その電流ブロック領域がp型の導電型を
有し、その電流通過領域がn型の導電型を有する構造と
したものである。
According to a second aspect of the present invention, in the semiconductor light emitting device according to the first aspect, the plane orientation of the flat portion of the surface of the p-type compound semiconductor substrate is the (100) plane, and the groove in the groove forming portion is formed. The plane direction of the slope is the A plane, and the current path adjusting layer has a structure in which the current block region has a p-type conductivity type and the current passage region has an n-type conductivity type.

【0035】この発明(請求項3)は、請求項1記載の
半導体発光素子において、前記電流経路調整層とn型電
極との間に第2のn型上クラッド層を設けたものであ
る。
According to a third aspect of the present invention, in the semiconductor light emitting device according to the first aspect, a second n-type upper cladding layer is provided between the current path adjusting layer and the n-type electrode.

【0036】この発明(請求項4)は、請求項1記載の
半導体発光素子において、前記電流経路調整層とn型電
極との間に、該電流経路調整層側での電流経路の断面積
がn型電極側に比べて大きくなるよう電流を拡散するn
型電流拡散層を設けたものである。
According to a fourth aspect of the present invention, in the semiconductor light emitting device according to the first aspect, the cross-sectional area of the current path on the side of the current path adjustment layer is between the current path adjustment layer and the n-type electrode. The current is diffused so that it becomes larger than that on the n-type electrode side.
A mold current spreading layer is provided.

【0037】この発明(請求項5)は、請求項4記載の
半導体発光素子において、前記n型電流拡散層を、その
内部に第2の電流経路調整層を有する構造とし、該第2
の電流経路調整層を、前記p型化合物半導体基板の溝形
成領域における溝の斜面の面方位により第1のドーパン
トによる導電性を持つよう形成された電流ブロック領域
と、該基板の平坦部分の面方位により第2のドーパント
による導電性を持つよう形成された電流通過領域とから
構成したものである。
According to a fifth aspect of the present invention, in the semiconductor light emitting device according to the fourth aspect, the n-type current diffusion layer has a structure having a second current path adjusting layer therein.
The current path adjusting layer is formed so as to have conductivity by the first dopant due to the plane orientation of the slope of the groove in the groove forming region of the p-type compound semiconductor substrate, and the surface of the flat portion of the substrate. And a current passage region formed to have conductivity by the second dopant depending on the direction.

【0038】この発明(請求項6)に係る半導体発光素
子は、n型化合物半導体基板と、該基板の表面側に形成
され、電流をブロックする電流ブロック領域と、電流を
通過させる電流通過領域とからなる、導電型が異なる第
1及び第2のドーパントを含む電流経路調整層と、該電
流経路調整層上にn型クラッド層,活性層及びp型クラ
ッド層を順次積層してなる、ダブルヘテロ接合部を有す
る積層構造と、該積層構造の上側に該電流経路調整層の
電流ブロック領域に対向するよう形成されたp型電極
と、該n型化合物半導体基板の裏面側に形成されたn型
電極とを備えている。該n型化合物半導体基板は、その
表面に1つあるいは複数の溝が形成された溝形成部分を
有し、該溝の斜面の面方位及び該基板表面の平坦部分の
面方位が、該基板上に成長される所定のドーパントを含
む半導体領域の導電性を支配するものである。該電流経
路調整層の電流ブロック領域は、該溝の斜面の面方位に
より第1のドーパントによる導電性を持つよう形成され
た領域であり、該電流経路調整層の電流通過領域は、該
基板の平坦部分の面方位により第2のドーパントによる
導電性を持つよう形成された領域である。そのことによ
り上記目的が達成される。
A semiconductor light emitting device according to the present invention (claim 6) includes an n-type compound semiconductor substrate, a current block region formed on the front surface side of the substrate for blocking a current, and a current passage region for passing a current. A double-hetero structure comprising a current path adjusting layer including first and second dopants having different conductivity types, and an n-type clad layer, an active layer, and a p-type clad layer sequentially laminated on the current path adjusting layer. A laminated structure having a junction, a p-type electrode formed on the upper side of the laminated structure so as to face the current block region of the current path adjusting layer, and an n-type formed on the back surface side of the n-type compound semiconductor substrate. And electrodes. The n-type compound semiconductor substrate has a groove forming portion in which one or a plurality of grooves are formed on the surface, and the plane orientation of the slope of the groove and the plane orientation of the flat portion of the substrate surface are on the substrate. It controls the conductivity of the semiconductor region containing a predetermined dopant that is grown on the substrate. The current blocking region of the current path adjusting layer is a region formed so as to have conductivity by the first dopant due to the plane orientation of the inclined surface of the groove, and the current passing region of the current path adjusting layer is the region of the substrate. This is a region formed to have conductivity by the second dopant depending on the plane orientation of the flat portion. Thereby, the above object is achieved.

【0039】この発明(請求項7)は、請求項1又は6
記載の半導体発光素子において、前記電流経路調整層の
電流ブロック領域を高抵抗領域としたものである。
The present invention (Claim 7) is defined by Claim 1 or Claim 6.
In the semiconductor light emitting device described above, the current blocking region of the current path adjusting layer is a high resistance region.

【0040】この発明(請求項8)は、請求項6記載の
半導体発光素子において、前記n型化合物半導体基板と
電流経路調整層との間に第2のn型下クラッド層を設け
たものである。
According to the present invention (claim 8), in the semiconductor light emitting device according to claim 6, a second n-type lower cladding layer is provided between the n-type compound semiconductor substrate and the current path adjusting layer. is there.

【0041】この発明(請求項9)は、請求項8記載の
半導体発光素子において、前記積層構造とp型電極との
間に、該積層構造側での電流経路の断面積がp型電極側
に比べて大きくなるよう電流を拡散するp型電流拡散層
を設けたものである。
According to a ninth aspect of the present invention, in the semiconductor light emitting device according to the eighth aspect, the cross-sectional area of the current path on the side of the laminated structure is between the laminated structure and the p-type electrode. Is provided with a p-type current diffusion layer for diffusing a current so as to be larger than that of the above.

【0042】この発明(請求項10)は、請求項1ない
し9のいずれかに記載の半導体発光素子において、前記
化合物半導体基板の表面上に、該活性層で発生した光を
反射する反射層を配置したものである。
According to a tenth aspect of the present invention, in the semiconductor light emitting device according to any one of the first to ninth aspects, a reflective layer that reflects light generated in the active layer is provided on the surface of the compound semiconductor substrate. It is arranged.

【0043】この発明(請求項11)は、請求項1ない
し10のいずれかに記載の半導体発光素子において、前
記ダブルヘテロ接合部を有する積層構造を、(Alx
1-x1-yInyP層(0≦x≦1,0≦y≦1)から
構成したものである。
According to the present invention (claim 11), in the semiconductor light emitting device according to any one of claims 1 to 10, a laminated structure having the double heterojunction portion is formed by (Al x G
a 1-x ) 1-y In y P layer (0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1).

【0044】この発明(請求項12)は、請求項1ない
し10のいずれかに記載の半導体発光素子において、前
記電流経路調整層を、(AlxGa1-x1-yInyP層
(0≦x≦1,0≦y≦1)から構成したものである。
The present invention (claim 12) is the semiconductor light-emitting device according to any one of claims 1 to 10, wherein the current path adjusting layer is an (Al x Ga 1-x ) 1-y In y P layer. (0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1).

【0045】この発明(請求項13)は、請求項1ない
し10のいずれかに記載の半導体発光素子において、前
記電流拡散層を、AlxGa1-xAs(0≦x≦1)から
構成したものである。
According to the present invention (claim 13), in the semiconductor light emitting device according to any one of claims 1 to 10, the current diffusion layer is composed of Al x Ga 1-x As (0 ≦ x ≦ 1). It was done.

【0046】この発明(請求項14)は、請求項1ない
し10のいずれかに記載の半導体発光素子において、前
記電流拡散層を、Iny(Ga1-xAlx1-yP層(0≦
x≦1,0≦y≦1)から構成したものである。
The present invention (claim 14) is the semiconductor light-emitting device according to any one of claims 1 to 10, wherein the current diffusion layer is an In y (Ga 1-x Al x ) 1-y P layer ( 0 ≦
x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1).

【0047】この発明(請求項15)に係る半導体発光
素子の製造方法は、p型化合物半導体基板の所定領域上
に溝を形成して、該基板上に成長される所定のドーパン
トを含む半導体領域の導電性が、該溝の斜面の面方位及
び該基板表面の平坦部分の面方位に依存して異なったも
のとなるよう該基板表面を加工する工程と、該基板の表
面側にp型下クラッド層、活性層、及びn型上クラッド
層を順次成長して、ダブルヘテロ接合部を有する積層構
造を形成する工程と、該積層構造上に電流経路調整層
を、導電型の異なる第1及び第2のドーパントを同時に
ドープしつつ成長する工程とを含んでいる。該電流経路
調整層内には、電流をブロックする電流ブロック領域
が、該溝の斜面の面方位により第1のドーパントによる
導電性を持つよう該基板の溝形成部分と対向する部分に
形成され、電流を通過させる電流通過領域が、該平坦部
分の面方位により第2のドーパントによる導電性を持つ
よう該基板の溝形成部分以外の平坦部分と対向する部分
に形成される。そのことにより上記目的が達成される。
In the method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to the present invention (claim 15), a groove is formed on a predetermined region of a p-type compound semiconductor substrate and a semiconductor region containing a predetermined dopant is grown on the substrate. Process the substrate surface so that the conductivity of the substrate becomes different depending on the plane orientation of the inclined surface of the groove and the plane orientation of the flat portion of the substrate surface; A step of sequentially growing a clad layer, an active layer, and an n-type upper clad layer to form a laminated structure having a double heterojunction, and a current path adjusting layer on the laminated structure, and And a step of growing while simultaneously doping the second dopant. In the current path adjusting layer, a current blocking region that blocks a current is formed in a portion facing the groove forming portion of the substrate so as to have conductivity by the first dopant due to the plane orientation of the slope of the groove, A current passing region for passing a current is formed in a portion of the substrate facing the flat portion other than the groove forming portion so as to have conductivity due to the second dopant depending on the plane orientation of the flat portion. Thereby, the above object is achieved.

【0048】この発明(請求項16)に係る半導体発光
素子の製造方法は、n型化合物半導体基板の所定領域上
に溝を形成して、該基板上に成長される所定のドーパン
トを含む半導体領域の導電性が、該溝の斜面の面方位及
び該基板表面の平坦部分の面方位に依存して異なったも
のとなるよう該基板表面を加工する工程と、該基板の表
面側に電流経路調整層を、導電型の異なる第1及び第2
のドーパントを同時にドープしつつ形成する工程と、該
電流経路調整層上にp型下クラッド層、活性層、及びn
型上クラッド層を順次成長して、ダブルヘテロ接合部を
有する積層構造を形成する工程とを含んでいる。該電流
経路調整層内には、電流をブロックする電流ブロック領
域が、該溝の斜面の面方位により第1のドーパントによ
る導電性を持つよう該基板の溝形成部分と対向する部分
に形成され、電流を通過させる電流通過領域が、該平坦
部分の面方位により第2のドーパントによる導電性を持
つよう該基板の溝形成部分以外の平坦部分と対向する部
分に形成される。そのことにより上記目的が達成され
る。
In the method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to the present invention (claim 16), a groove is formed on a predetermined region of an n-type compound semiconductor substrate, and a semiconductor region containing a predetermined dopant is grown on the substrate. Process the substrate surface so that the conductivity of the substrate becomes different depending on the plane orientation of the inclined surface of the groove and the plane orientation of the flat portion of the substrate surface, and adjusting the current path on the surface side of the substrate. The layers are composed of first and second layers having different conductivity types.
Forming a p-type lower cladding layer, an active layer, and an n-type on the current path adjusting layer.
Sequentially growing the on-die clad layer to form a laminated structure having a double heterojunction. In the current path adjusting layer, a current blocking region that blocks a current is formed in a portion facing the groove forming portion of the substrate so as to have conductivity by the first dopant due to the plane orientation of the slope of the groove, A current passing region for passing a current is formed in a portion of the substrate facing the flat portion other than the groove forming portion so as to have conductivity due to the second dopant depending on the plane orientation of the flat portion. Thereby, the above object is achieved.

【0049】この発明(請求項17)は、上記半導体発
光素子の製造方法において、前記第1及び第2の両ドー
パントのうちのp型ドーパントをZnとし、該両ドーパ
ントのうちのn型ドーパントをSeとしたものである。
According to a seventeenth aspect of the present invention, in the method for manufacturing a semiconductor light emitting device, the p-type dopant of the first and second dopants is Zn, and the n-type dopant of the both dopants is Zn. It is Se.

【0050】この発明(請求項18)に係る半導体発光
素子は、n型化合物半導体基板と、該基板の表面側にn
型下クラッド層,活性層及びp型上クラッド層を順次成
長してなる、ダブルヘテロ接合部を有する積層構造と、
該積層構造上に形成され、電流をブロックする電流ブロ
ック領域と、電流を通過させる電流通過領域とからな
る、導電型が異なる第1及び第2のドーパントを含む電
流経路調整層と、該電流経路調整層の上側にその電流ブ
ロック領域に対向するよう形成されたp型電極と、該n
型化合物半導体基板の裏面側に形成されたn型電極とを
備えている。該n型化合物半導体基板は、その表面に溝
が形成された溝形成部分を有し、該溝の斜面の面方位及
び該基板表面の平坦部分の面方位が、該基板上に成長さ
れる所定のドーパントを含む半導体領域の導電性を支配
するものである。該電流経路調整層の電流ブロック領域
は、該基板の平坦部分の面方位により第1のドーパント
による導電性を持つよう形成された領域であり、該電流
経路調整層の電流通過領域は、該溝の斜面の面方位によ
り第2のドーパントによる導電性を持つよう形成された
領域である。そのことにより上記目的が達成される。
A semiconductor light emitting device according to the present invention (claim 18) is an n-type compound semiconductor substrate, and an n-type compound semiconductor substrate is provided on the front surface side of the substrate.
A laminated structure having a double heterojunction portion, which is formed by sequentially growing a lower type clad layer, an active layer and a p-type upper clad layer,
A current path adjusting layer formed on the laminated structure, comprising a current blocking area for blocking a current and a current passing area for passing a current, and including a first and a second dopant having different conductivity types, and the current path. A p-type electrode formed on the upper side of the adjustment layer so as to face the current blocking region,
And an n-type electrode formed on the back surface of the type compound semiconductor substrate. The n-type compound semiconductor substrate has a groove forming portion in which a groove is formed on the surface thereof, and the plane orientation of the inclined surface of the groove and the plane orientation of the flat portion of the substrate surface are predetermined to be grown on the substrate. It controls the conductivity of the semiconductor region containing the dopant. The current blocking region of the current path adjusting layer is a region formed to have conductivity by the first dopant due to the plane orientation of the flat portion of the substrate, and the current passing region of the current path adjusting layer is the groove. Is a region formed to have conductivity by the second dopant depending on the plane orientation of the slope. Thereby, the above object is achieved.

【0051】この発明(請求項19)は、請求項18記
載の半導体発光素子において、前記電流経路調整層とp
型電極との間に、該電流経路調整層側での電流経路の断
面積がp型電極側に比べて大きくなるよう電流を拡散す
るp型電流拡散層を設けたものである。
The present invention (claim 19) is the semiconductor light-emitting device according to claim 18, wherein the current path adjusting layer and the p
A p-type current diffusion layer for diffusing the current is provided between the mold electrode and the current path adjusting layer so that the cross-sectional area of the current path on the current path adjusting layer side is larger than that on the p-type electrode side.

【0052】この発明(請求項20)は、請求項19記
載の半導体発光素子において、前記p型電流拡散層を、
その内部に第2の電流経路調整層を有する構造とし、該
第2の電流経路調整層を、前記n型化合物半導体基板の
平坦部分の面方位により第1のドーパントによる導電性
を持つよう形成された電流ブロック領域と、該基板の溝
形成領域における溝の斜面の面方位により第2のドーパ
ントによる導電性を持つよう形成された電流通過領域と
から構成したものである。
According to the present invention (claim 20), in the semiconductor light emitting device according to claim 19, the p-type current diffusion layer comprises:
A structure having a second current path adjusting layer therein is formed, and the second current path adjusting layer is formed to have conductivity by the first dopant depending on the plane orientation of the flat portion of the n-type compound semiconductor substrate. And a current passing region formed so as to have conductivity by the second dopant due to the plane orientation of the slope of the groove in the groove forming region of the substrate.

【0053】この発明(請求項21)に係る半導体発光
素子は、p型化合物半導体基板と、該基板の表面側に形
成され、電流をブロックする電流ブロック領域と、電流
を通過させる電流通過領域とからなる、導電型が異なる
第1及び第2のドーパントを含む電流経路調整層と、該
電流経路調整層上にp型下クラッド層,活性層及びn型
上クラッド層を順次成長してなるダブルヘテロ接合部を
有する積層構造と、該積層構造の上側に該電流経路調整
層の電流ブロック領域に対向するよう形成されたn型電
極と、該p型化合物半導体基板の裏面側に形成されたp
型電極とを備えている。該p型化合物半導体基板は、そ
の表面に溝が形成された溝形成部分を有し、該溝の斜面
の面方位及び該基板表面の平坦部分の面方位が、該基板
上に成長される所定のドーパントを含む半導体領域の導
電性を支配するものである。該電流経路調整層の電流ブ
ロック領域は、該基板の平坦部分の面方位により第1の
ドーパントによる導電性を持つよう形成された領域であ
り、該電流経路調整層の電流通過領域は、該溝の斜面の
面方位により第2のドーパントによる導電性を持つよう
形成された領域である。そのことにより上記目的が達成
される。
A semiconductor light emitting device according to the present invention (claim 21) includes a p-type compound semiconductor substrate, a current block region formed on the front surface side of the substrate for blocking a current, and a current passage region for passing a current. A current path adjusting layer including first and second dopants having different conductivity types, and a double layer formed by sequentially growing a p-type lower clad layer, an active layer and an n-type upper clad layer on the current path adjusting layer. A laminated structure having a heterojunction portion, an n-type electrode formed on the upper side of the laminated structure so as to face the current block region of the current path adjusting layer, and a p-type formed on the back surface side of the p-type compound semiconductor substrate.
And a mold electrode. The p-type compound semiconductor substrate has a groove forming portion in which a groove is formed on the surface thereof, and the plane orientation of the inclined surface of the groove and the plane orientation of the flat portion of the substrate surface are predetermined to be grown on the substrate. It controls the conductivity of the semiconductor region containing the dopant. The current blocking region of the current path adjusting layer is a region formed to have conductivity by the first dopant due to the plane orientation of the flat portion of the substrate, and the current passing region of the current path adjusting layer is the groove. Is a region formed to have conductivity by the second dopant depending on the plane orientation of the slope. Thereby, the above object is achieved.

【0054】この発明(請求項22)は、請求項18又
は21記載の半導体発光素子において、前記電流経路調
整層の電流ブロック領域を高抵抗領域としたものであ
る。
The present invention (claim 22) is the semiconductor light-emitting device according to claim 18 or 21, wherein the current blocking region of the current path adjusting layer is a high resistance region.

【0055】この発明(請求項23)は、請求項21記
載の半導体発光素子において、前記積層構造とn型電極
との間に、該積層構造側での電流経路の断面積がn型電
極側に比べて大きくなるよう電流を拡散するn型電流拡
散層を設けたものである。
According to a twenty-third aspect of the present invention, in the semiconductor light emitting device according to the twenty-first aspect, the cross-sectional area of the current path on the laminated structure side is between the n-type electrode and the laminated structure. The n-type current diffusion layer for diffusing the current so as to be larger than that of the above is provided.

【0056】この発明(請求項24)は、請求項18な
いし23のいずれかに記載の半導体発光素子において、
前記化合物半導体基板の表面上に、前記活性層で発生し
た光を反射する反射層を設けたものである。
The present invention (claim 24) provides the semiconductor light-emitting device according to any one of claims 18 to 23.
A reflective layer that reflects light generated in the active layer is provided on the surface of the compound semiconductor substrate.

【0057】この発明(請求項25)に係る半導体発光
素子の製造方法は、n型化合物半導体基板の所定領域上
に溝を形成して、該基板上に成長される所定のドーパン
トを含む半導体領域の導電性が、該溝の斜面の面方位及
び該基板表面の平坦部分の面方位に依存して異なったも
のとなるよう該基板表面を加工する工程と、該基板の表
面側にn型下クラッド層、活性層、及びp型上クラッド
層を順次成長して、ダブルヘテロ接合部を有する積層構
造を形成する工程と、該積層構造上に電流経路調整層
を、導電型の異なる第1及び第2のドーパントを同時に
ドープしつつ形成する工程とを含んでいる。該電流経路
調整層内には、電流をブロックする電流ブロック領域
が、該平坦部分の面方位により第1のドーパントによる
導電性を持つよう該基板の溝形成部分以外の平坦部分と
対向する部分に形成され、電流を通過させる電流通過領
域が、該溝の斜面の面方位により第2のドーパントによ
る導電性を持つよう該基板の溝形成部分と対向する部分
に形成される。そのことにより上記目的が達成される。
In the method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to the present invention (claim 25), a groove is formed in a predetermined region of an n-type compound semiconductor substrate, and a semiconductor region containing a predetermined dopant is grown on the substrate. Processing the substrate surface so that the conductivity of the substrate becomes different depending on the plane orientation of the inclined surface of the groove and the plane orientation of the flat portion of the substrate surface, and an n-type lower layer is formed on the surface side of the substrate. A step of sequentially growing a clad layer, an active layer, and a p-type upper clad layer to form a laminated structure having a double heterojunction portion; a current path adjusting layer on the laminated structure; Forming the second dopant while simultaneously doping the second dopant. In the current path adjusting layer, a current blocking region for blocking current is formed in a portion facing the flat portion other than the groove forming portion of the substrate so as to have conductivity by the first dopant due to the plane orientation of the flat portion. A current passage region, which is formed and allows a current to pass therethrough, is formed in a portion of the substrate facing the groove formation portion so as to have conductivity due to the second dopant due to the plane orientation of the slope of the groove. Thereby, the above object is achieved.

【0058】この発明(請求項26)に係る半導体発光
素子の製造方法は、p型化合物半導体基板の所定領域上
に溝を形成して、該基板上に成長される所定のドーパン
トを含む半導体領域の導電性が該溝の斜面の面方位及び
該基板表面の平坦部分の面方位に依存して異なったもの
となるよう加工する工程と、該基板の表面側に電流経路
調整層を、導電型の異なる第1及び第2のドーパントを
同時にドープしつつ形成する工程と、該電流経路調整層
上にp型下クラッド層、活性層、及びn型上クラッド層
を順次成長して、ダブルヘテロ接合部を有する積層構造
を形成する工程とを含んでいる。該電流経路調整層内に
は、電流をブロックする電流ブロック領域が、該平坦部
分の面方位により第1のドーパントによる導電性を持つ
よう該基板の溝形成部分以外の平坦部分と対向する部分
に形成され、電流を通過させる電流通過領域が、該溝の
斜面の面方位により第2のドーパントによる導電性を持
つよう該基板の溝形成部分と対向する部分に形成され
る。そのことにより上記目的が達成される。
In the method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to the present invention (claim 26), a groove is formed in a predetermined region of a p-type compound semiconductor substrate and a semiconductor region containing a predetermined dopant is grown on the substrate. Process so that the conductivity of the substrate becomes different depending on the plane orientation of the inclined surface of the groove and the plane orientation of the flat portion of the substrate surface, and a current path adjusting layer is provided on the surface side of the substrate. Forming a p-type lower clad layer, an active layer, and an n-type upper clad layer on the current path adjusting layer in sequence while simultaneously forming the first and second dopants different from each other. Forming a laminated structure having parts. In the current path adjusting layer, a current blocking region for blocking current is formed in a portion facing the flat portion other than the groove forming portion of the substrate so as to have conductivity by the first dopant due to the plane orientation of the flat portion. A current passage region, which is formed and allows a current to pass therethrough, is formed in a portion of the substrate facing the groove formation portion so as to have conductivity due to the second dopant due to the plane orientation of the slope of the groove. Thereby, the above object is achieved.

【0059】この発明(請求項27)は、請求項25あ
るいは26に記載の半導体発光素子の製造方法におい
て、前記第1及び第2の両ドーパントのうちp型ドーパ
ントをZnとし、該両ドーパントのうちn型ドーパント
をSeとしたものである。
According to a twenty-seventh aspect of the present invention, in the method of manufacturing a semiconductor light-emitting device according to the twenty-fifth or twenty-sixth aspect, the p-type dopant of the first and second dopants is Zn, and the dopant of the both dopants is Zn. Of these, the n-type dopant is Se.

【0060】[0060]

【作用】この発明(請求項1)においては、p型化合物
半導体基板の表面側に設けた、活性層を含む積層構造上
に、電流をブロックする電流ブロック領域と、電流を通
過させる電流通過領域とからなる電流経路調整層を設
け、該電流経路調整層の上側に、その電流ブロック領域
に対向するようn型電極を配置したから、素子の動作電
流は、該n型電極直下の電流ブロック領域によりブロッ
クされて、その両側に大きく広がることとなる。このた
め、活性層の、n型電極直下部分以外の領域にてLED
光が発生することとなって、発生したLED光がn型電
極に遮られることなく、効果的に外部の取り出される。
これによりLED光の導出効率が向上して、半導体発光
素子の高輝度化を図ることができる。
In the present invention (claim 1), a current blocking region for blocking current and a current passing region for passing current are provided on the laminated structure including the active layer provided on the surface side of the p-type compound semiconductor substrate. And the n-type electrode is arranged on the upper side of the current path adjusting layer so as to face the current block area. Therefore, the operating current of the element is the current blocking area immediately below the n-type electrode. It will be blocked by and spread widely on both sides. For this reason, the LED is formed in a region of the active layer other than the portion directly below the n-type electrode.
Since light is generated, the generated LED light is effectively extracted to the outside without being blocked by the n-type electrode.
As a result, the efficiency of deriving the LED light is improved and the brightness of the semiconductor light emitting device can be increased.

【0061】また、上記p型化合物半導体基板を、その
表面に1つあるいは複数の溝が形成された溝形成部分を
有し、該溝の斜面の面方位及び該基板表面の平坦部分の
面方位が、該基板上に成長される所定のドーパントを含
む半導体層の導電性を支配する構造としているため、第
1及び第2のドーパントを有する電流経路調整層内に
は、電流ブロック領域と電流通過領域とを同時に形成可
能である。つまり、上記電流ブロック領域が、基板の溝
の斜面の面方位により第1のドーパントによる導電性を
持つ領域として形成され、上記電流通過領域が、該基板
の平坦部分の面方位により第2のドーパントによる導電
性を持つ領域として形成される。これにより、活性層上
方の一部に電流ブロック領域を有する素子構造を、1回
の結晶成長工程により形成可能となる。
Further, the p-type compound semiconductor substrate has a groove forming portion in which one or a plurality of grooves are formed on the surface thereof, and the plane orientation of the slope of the groove and the plane orientation of the flat portion of the substrate surface. Has a structure that controls the conductivity of the semiconductor layer containing a predetermined dopant grown on the substrate, and therefore, the current blocking region and the current passing region are included in the current path adjusting layer having the first and second dopants. The region and the region can be formed at the same time. That is, the current blocking region is formed as a region having conductivity with the first dopant due to the plane orientation of the slope of the groove of the substrate, and the current passage region is formed with the second dopant due to the plane orientation of the flat portion of the substrate. Is formed as a region having conductivity. As a result, an element structure having a current block region in a part above the active layer can be formed by one crystal growth step.

【0062】この発明(請求項2)においては、請求項
1の半導体発光素子において、前記p型化合物半導体基
板の表面の平坦部分の面方位を(100)面とし、その
溝形成部分における溝の斜面の面方位をA面とし、前記
電流経路調整層を、その電流ブロック領域がp型の導電
型を有し、その電流通過領域がn型の導電型を有する構
造としたので、上記電流経路調整層のp型ドーパントに
Zn、n型ドーパントにSeを用いることにより、基板
の面方位に基づくp型電流ブロック領域及びn型電流通
過領域の導電性を、該各領域におけるキャリア濃度が高
いものとでき、電流経路調整層の働きをより効果的なも
のとできる。
According to the present invention (claim 2), in the semiconductor light emitting device according to claim 1, the plane direction of the flat portion of the surface of the p-type compound semiconductor substrate is set to (100) plane, and the groove in the groove forming portion is formed. Since the plane orientation of the slope is the A plane and the current path adjusting layer has a structure in which the current block region has the p-type conductivity type and the current passage region has the n-type conductivity type, By using Zn as the p-type dopant and Se as the n-type dopant in the adjustment layer, the conductivity of the p-type current block region and the n-type current passage region based on the plane orientation of the substrate can be made high in the carrier concentration in each region. Therefore, the function of the current path adjusting layer can be made more effective.

【0063】この発明(請求項3)においては、請求項
1の半導体発光素子において、前記電流経路調整層上に
第2のn型上クラッド層を備えたので、電流経路調整層
と活性層の間のn型上クラッド層の層厚を薄くできる。
このため、電流経路調整層の電流ブロック領域により一
旦広がった電流が、該電流ブロック領域の下側に回り込
むのを抑制でき、活性層の、n型電極直下の部分へ注入
される電流を減少させることができる。これにより、活
性層の、n型電極直下部分以外の領域での発光が増加す
ることとなり、さらに光の導出効率を向上させることが
できる。
According to the present invention (claim 3), in the semiconductor light emitting device according to claim 1, since the second n-type upper cladding layer is provided on the current path adjusting layer, the current path adjusting layer and the active layer are formed. The thickness of the n-type upper clad layer in between can be reduced.
Therefore, it is possible to prevent the current once spread by the current blocking region of the current path adjusting layer from wrapping around the lower side of the current blocking region, and reduce the current injected into the portion of the active layer immediately below the n-type electrode. be able to. As a result, light emission increases in the region of the active layer other than the portion directly below the n-type electrode, and the light extraction efficiency can be further improved.

【0064】この発明(請求項4)においては、請求項
1の半導体発光素子において、前記電流経路調整層とn
型電極との間に電流拡散層を設けたので、n型電極から
活性層へ向かう電流が、該電流経路調整層側ではn型電
極側に比べて大きく広がることとなる。これにより活性
層では、発光領域が、そのn型電極直下部分からより離
れた部分まで広がることとなり、光の導出効率の向上を
助長することができる。
According to the present invention (claim 4), in the semiconductor light emitting device according to claim 1, the current path adjusting layer and n
Since the current diffusion layer is provided between the n-type electrode and the mold electrode, the current flowing from the n-type electrode to the active layer spreads largely on the side of the current path adjusting layer as compared with the n-type electrode side. As a result, in the active layer, the light emitting region spreads from the portion directly below the n-type electrode to a portion further away from the n type electrode, which can help improve the light extraction efficiency.

【0065】さらに、上記電流拡散層を活性層よりもバ
ンドギャップが広い構造とすることにより、活性層で発
生した光の電流拡散層での吸収を招くことなく、光の導
出効率の向上を助長でき、より高輝度の半導体発光素子
を得ることができる。
Further, by making the current diffusion layer have a structure having a wider bandgap than the active layer, it is possible to promote the improvement of the light extraction efficiency without causing the light generated in the active layer to be absorbed in the current diffusion layer. Therefore, a semiconductor light emitting device with higher brightness can be obtained.

【0066】この発明(請求項5)においては、請求項
4の半導体発光素子において、前記n型電流拡散層を、
その内部に形成された、前記電流経路調整層と同一構成
の電流ブロック領域及び電流通過領域からなる第2の電
流経路調整層を有する構造としたので、n型電極から活
性層までの電流経路にて、より広域へ電流を広げること
ができる。これにより、活性層の、n型電極直下部分の
外側での発光量が増加し、さらに光の導出効率を向上さ
せることができる。
According to the present invention (claim 5), in the semiconductor light emitting device according to claim 4, the n-type current diffusion layer is
Since the structure has the second current path adjusting layer formed therein, which includes the current block area and the current passing area having the same configuration as the current path adjusting layer, the current path from the n-type electrode to the active layer is formed. The current can be spread over a wider area. As a result, the amount of light emission outside the portion of the active layer directly below the n-type electrode increases, and the light extraction efficiency can be further improved.

【0067】この発明(請求項6)においては、n型化
合物半導体基板上に、電流をブロックする電流ブロック
領域と、電流を通過させる電流通過領域とからなる電流
経路調整層を設け、該電流経路調整層上に活性層を含む
積層構造を設け、該積層構造の上側に、該電流経路調整
層の電流ブロック領域に対向するようp型電極を配置し
たので、素子の動作電流は、該p型電極直下の電流ブロ
ック領域によりブロックされて、その両側に大きく広が
ることとなる。このため、活性層の、p型電極直下部分
以外の領域にてLED光が発生することとなって、発生
したLED光がp型電極に遮られることなく、効果的に
外部の取り出される。これによりLED光の導出効率が
向上して、半導体発光素子の高輝度化を図ることができ
る。
In the present invention (claim 6), a current path adjusting layer consisting of a current blocking area for blocking current and a current passing area for passing current is provided on the n-type compound semiconductor substrate, and the current path adjusting layer is provided. Since the laminated structure including the active layer is provided on the adjustment layer, and the p-type electrode is arranged above the laminated structure so as to face the current block region of the current path adjustment layer, the operating current of the device is It is blocked by the current blocking region immediately below the electrode and spreads widely on both sides. For this reason, LED light is generated in a region of the active layer other than the portion directly below the p-type electrode, and the generated LED light is effectively taken out without being blocked by the p-type electrode. As a result, the efficiency of deriving the LED light is improved and the brightness of the semiconductor light emitting device can be increased.

【0068】また、上記n型化合物半導体基板を、その
表面に1つあるいは複数の溝が形成された溝形成部分を
有し、該溝の斜面の面方位及び該基板表面の平坦部分の
面方位が、該基板上に成長される所定のドーパントを含
む半導体層の導電性を支配する構造としているため、第
1及び第2のドーパントを有する電流経路調整層内に
は、電流ブロック領域と電流通過領域とを同時に形成可
能となる。これにより、活性層下方の一部に電流ブロッ
ク領域を有する素子構造を、1回の結晶成長工程により
形成できる。
Further, the n-type compound semiconductor substrate has a groove forming portion in which one or a plurality of grooves are formed on the surface thereof, and the plane orientation of the slope of the groove and the plane orientation of the flat portion of the substrate surface. Has a structure that controls the conductivity of the semiconductor layer containing a predetermined dopant grown on the substrate, and therefore, the current blocking region and the current passing region are included in the current path adjusting layer having the first and second dopants. The area and the area can be formed at the same time. As a result, an element structure having a current block region in a part below the active layer can be formed by one crystal growth step.

【0069】しかも、n型化合物半導体基板を用いてい
るため、p型の電流ブロック領域とn型の電流通過領域
とからなる電流経路調整層を、上記積層構造下側の基板
に近い位置に配置できる。これにより、該基板に形成し
た溝の形状が電流経路調整層にて十分反映されることと
なり、下地層の面方位に依存する、p型電流ブロック領
域及びn型電流通過領域のキャリア濃度を、それぞれの
導電性について所望の大きな値に設定でき、このため電
流経路調整層の働きをより効果的なものとできる。
Moreover, since the n-type compound semiconductor substrate is used, the current path adjusting layer composed of the p-type current block region and the n-type current passage region is arranged at a position close to the substrate below the laminated structure. it can. As a result, the shape of the groove formed in the substrate is sufficiently reflected in the current path adjustment layer, and the carrier concentrations of the p-type current block region and the n-type current passage region depending on the plane orientation of the underlayer are: Each conductivity can be set to a desired large value, so that the function of the current path adjusting layer can be made more effective.

【0070】この発明(請求項7)においては、請求項
1又は6の半導体発光素子において、前記電流経路調整
層の電流ブロック領域を高抵抗領域としたので、上記第
1及び第2のドーパントのうちの一方のドープ量を低減
することができる。
According to the present invention (claim 7), in the semiconductor light emitting device according to claim 1 or 6, since the current blocking region of the current path adjusting layer is a high resistance region, the first and second dopants are not added. The doping amount of one of them can be reduced.

【0071】この発明(請求項8)においては、請求項
6の半導体発光素子において、前記n型化合物半導体基
板と電流経路調整層の間に、第2のn型下クラッド層を
配設しているため、電流経路調整層と活性層との間のn
型下クラッド層の層厚を薄くでき、活性層のp型電極に
対向する部分への電流を減少させることが可能となる。
したがって、より広域へ電流を広げることができ、溝部
以外の活性層での発光が増加し、さらに光の導出効果を
向上させることができる。
According to the present invention (claim 8), in the semiconductor light emitting device according to claim 6, a second n-type lower cladding layer is provided between the n-type compound semiconductor substrate and the current path adjusting layer. Therefore, n between the current path adjusting layer and the active layer
The layer thickness of the under-mold clad layer can be reduced, and the current to the portion of the active layer facing the p-type electrode can be reduced.
Therefore, the current can be spread over a wider area, light emission in the active layer other than the groove portion can be increased, and the light extraction effect can be further improved.

【0072】この発明(請求項9)においては、請求項
8の半導体発光素子において、p型電極と、活性層を有
する積層構造との間に電流拡散層を配設しているため、
電流はp型電極から活性層に至る間に電流拡散層にて広
がることとなり、活性層のp型電極に対向する部分以外
での発光量が増加して、電流の導出効率を向上すること
ができる。また、電流拡散層を活性層よりもバンドギャ
ップが広く構成することにより、活性層からの光が電流
拡散層で吸収されるのを回避して、より光の導出効率を
向上させ、半導体発光素子の高輝度化を図ることができ
る。
According to the present invention (claim 9), in the semiconductor light emitting device according to claim 8, the current spreading layer is provided between the p-type electrode and the laminated structure having the active layer.
The current spreads in the current diffusion layer from the p-type electrode to the active layer, and the amount of light emission in the part of the active layer other than the part facing the p-type electrode increases, thereby improving the current derivation efficiency. it can. In addition, by configuring the current diffusion layer to have a wider bandgap than the active layer, it is possible to prevent the light from the active layer from being absorbed by the current diffusion layer, thereby further improving the light extraction efficiency and improving the semiconductor light emitting device. It is possible to increase the brightness.

【0073】この発明(請求項10)においては、上記
半導体発光素子において、前記化合物半導体基板の表面
に光の反射層を設けたので、活性層で発光した光のう
ち、基板側に発光した光は該反射層で反射されることと
なり、屈折率の高い基板に吸収されることはなく、さら
に光の導出効率を向上させることができる。
In the present invention (claim 10), in the semiconductor light emitting device, since the light reflecting layer is provided on the surface of the compound semiconductor substrate, the light emitted to the substrate side among the light emitted from the active layer. Is reflected by the reflective layer, is not absorbed by the substrate having a high refractive index, and the light extraction efficiency can be further improved.

【0074】この発明(請求項11)においては、上記
半導体発光素子において、ダブルヘテロ接合部を有する
積層構造を、(AlxGa 1-x1-yInyP層(0≦x
≦1,0≦y≦1)から構成したので、Al組成を変化
させることで、赤色から緑色の可視光領域の発光を実現
できる。
According to the present invention (claim 11), in the above semiconductor light emitting device, a laminated structure having a double heterojunction portion is formed into an (Al x Ga 1-x ) 1-y In y P layer (0 ≦ x
≤1, 0 ≤ y ≤ 1), so that light emission in the visible light region from red to green can be realized by changing the Al composition.

【0075】この発明(請求項12)においては、上記
請求項1ないし10のいずれかに記載の半導体発光素子
において、前記電流経路調整層を(AlxGa1- x1-y
InyP層(0≦x≦1,0≦y≦1)から構成したて
いるため、活性層で発光した光が電流経路調整層で吸収
されるのを回避できる。また、ドーパントがZn及びS
eである電流経路調整層を、基板の面方位によって導電
性を調整できる。
According to the present invention (claim 12), in the semiconductor light emitting device according to any one of claims 1 to 10, the current path adjusting layer is (Al x Ga 1- x ) 1-y.
Since it is composed of the In y P layer (0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1), the light emitted from the active layer can be prevented from being absorbed by the current path adjustment layer. Further, the dopants are Zn and S
The conductivity of the current path adjusting layer, which is e, can be adjusted by the plane orientation of the substrate.

【0076】この発明(請求項13)においては、上記
請求項1ないし10のいずれかに記載の半導体発光素子
において、前記電流拡散層をAlxGa1-xAsから構成
しているため、活性層で発光した光が電流経路調整層で
吸収されるのを回避でき、また、電流拡散層と基板とが
格子整合することとなり、これらの間の半導体層を歪の
ない、結晶性の良好なものとできる。
According to the present invention (claim 13), in the semiconductor light emitting device according to any one of claims 1 to 10, the current diffusion layer is composed of Al x Ga 1 -x As, It is possible to prevent the light emitted from the layers from being absorbed in the current path adjusting layer, and the current diffusion layer and the substrate are lattice-matched, so that the semiconductor layer between them is strain-free and has good crystallinity. Can be something.

【0077】この発明(請求項14)においては、上記
請求項1ないし10のいずれかに記載の半導体発光素子
において、前記電流拡散層を(AlxGa1- x1-yIn
yP層(0≦x≦1,0≦y≦1)から構成したので、
請求項12で用いたAlxGa1 -xAsよりもさらにバン
ドギャップを広くでき、より活性層で発光した光の電流
拡散層での吸収を減少させることができ、さらに光の導
出効率を向上させることができる。
According to the present invention (Claim 14), in the semiconductor light emitting device according to any one of Claims 1 to 10, the current diffusion layer is formed of (Al x Ga 1- x ) 1-y In.
Since it is composed of y P layers (0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1),
The bandgap can be made wider than that of Al x Ga 1 -x As used in claim 12, absorption of light emitted from the active layer in the current diffusion layer can be further reduced, and light extraction efficiency can be further improved. Can be made.

【0078】この発明(請求項15)においては、p型
化合物半導体基板の所定領域上に溝を形成して、該基板
上に成長される所定のドーパントを含む半導体層の導電
性が、該溝の斜面の面方位及び該基板表面の平坦部分の
面方位に依存して異なったものとなるようにし、該基板
上にダブルヘテロ接合部を有する積層構造を形成した
後、該積層構造上に電流経路調整層を、導電型の異なる
第1及び第2のドーパントを同時にドープしつつ形成す
るので、該電流経路調整層内には、電流ブロック領域
が、該溝の斜面の面方位により第1のドーパントによる
導電性を持つよう該基板の溝形成部分に対向する部分に
形成され、電流通過領域が、該平坦部分の面方位により
第2のドーパントによる導電性を持つよう該基板の溝形
成部分以外の平坦部分に対向する部分に形成される。
In the present invention (claim 15), a groove is formed on a predetermined region of the p-type compound semiconductor substrate, and the conductivity of the semiconductor layer containing the predetermined dopant grown on the substrate is controlled by the groove. Of the flat surface of the substrate and the plane orientation of the flat part of the substrate surface to form different ones, and after forming a laminated structure having a double heterojunction portion on the substrate, a current is formed on the laminated structure. Since the path adjusting layer is formed while simultaneously doping the first and second dopants having different conductivity types, the current blocking region has the first blocking area in the current path adjusting layer due to the plane orientation of the slope of the groove. Except for the groove forming part of the substrate, the current passing region is formed so as to have conductivity by the dopant and is opposed to the groove forming part of the substrate, and the current passage region has conductivity by the second dopant depending on the plane orientation of the flat part. Flat part of It is formed on the opposing portions.

【0079】このため、半導体層の積層構造中に電流ブ
ロック領域を有する半導体発光素子を1回のMOCVD
成長で製造でき、これによりコストの大幅な削減及び歩
留まりの大幅な向上を図ることができる。加えて、上記
電流経路調整層における電流ブロック領域は、MOCV
D成長中に電流経路調整層内に選択的に形成されるた
め、電流ブロック領域を形成するためのエッチング処理
が不要である。つまり、基板上に半導体層を成長したの
ち、一旦基板を成長装置から出してエッチング処理を施
すといった工程は不要であり、成長中の半導体層の表面
が大気にさらされるのを回避でき、再成長界面の酸化や
不純物の混入などに起因する、再成長界面での結晶性の
問題を解消できる。この結果、半導体発光素子の特性や
信頼性を高く保持できる。
Therefore, the semiconductor light emitting device having the current block region in the laminated structure of the semiconductor layers is subjected to MOCVD once.
It can be manufactured by growth, which can significantly reduce the cost and significantly improve the yield. In addition, the current block region in the current path adjustment layer has a MOCV
Since it is selectively formed in the current path adjusting layer during the D growth, the etching process for forming the current block region is unnecessary. In other words, there is no need for the step of growing the semiconductor layer on the substrate, then removing the substrate from the growth apparatus and subjecting it to an etching process. This prevents exposure of the surface of the growing semiconductor layer to the atmosphere, and re-growth. It is possible to solve the problem of crystallinity at the regrowth interface, which is caused by the oxidation of the interface and the mixing of impurities. As a result, the characteristics and reliability of the semiconductor light emitting device can be kept high.

【0080】この発明(請求項16)においては、n型
化合物半導体基板の表面を、その溝形成部分及び平坦部
分が、その上に成長される所定のドーパントを含む半導
体層の導電性に対する選択性を持つよう処理し、該基板
上に電流経路調整層を、導電型の異なる第1及び第2の
ドーパントを同時にドープしつつ形成し、その後該電流
経路調整層上に活性層を有する積層構造を形成するの
で、該電流経路調整層内には、該溝形成部分に対応する
部分に電流ブロック領域が形成され、該平坦部分に対応
する部分に電流通過領域が形成される。これにより電流
ブロック領域を有する半導体発光素子を1回のMOCV
D成長で製造でき、これによりコストの大幅な削減及び
歩留まりな大幅な向上を図ることができるとともに、再
成長界面での結晶性の問題を解消できる。
According to the present invention (claim 16), the selectivity of the surface of the n-type compound semiconductor substrate with respect to the conductivity of the semiconductor layer in which the groove forming portion and the flat portion include a predetermined dopant grown thereon. To form a current path adjusting layer on the substrate while simultaneously doping first and second dopants having different conductivity types, and then forming a laminated structure having an active layer on the current path adjusting layer. Since it is formed, in the current path adjusting layer, a current block region is formed in a portion corresponding to the groove forming portion, and a current passage region is formed in a portion corresponding to the flat portion. As a result, the semiconductor light emitting device having the current blocking region can be subjected to one MOCV
It can be manufactured by D growth, which can significantly reduce the cost and greatly improve the yield and solve the problem of crystallinity at the regrowth interface.

【0081】また、n型化合物半導体基板を用いている
ため、p型の電流ブロック領域とn型の電流通過領域と
からなる電流経路調整層を、上記積層構造下側の基板に
近い部分に形成でき、該基板に形成した溝の形状が電流
経路調整層にて十分反映されることとなり、p型電流ブ
ロック領域及びn型電流通過領域のキャリア濃度をこれ
が高い濃度となるよう精度よく制御できる。
Further, since the n-type compound semiconductor substrate is used, the current path adjusting layer composed of the p-type current block region and the n-type current passage region is formed in the portion below the laminated structure near the substrate. Therefore, the shape of the groove formed in the substrate is sufficiently reflected in the current path adjusting layer, and the carrier concentration in the p-type current block region and the n-type current passage region can be controlled with high accuracy.

【0082】この発明(請求項17)においては、上記
半導体発光素子の製造方法において、前記II族ドーパン
トにZn、VI族ドーパントにSeを用いるため、基板の
面方位に基づくp型電流ブロック領域及びn型電流通過
領域の導電性を、該各領域におけるキャリア濃度が高い
ものとでき、電流経路調整層の働きをより効果的なもの
とできる。
In the present invention (claim 17), since Zn is used as the II group dopant and Se is used as the VI group dopant in the method for manufacturing a semiconductor light emitting device, a p-type current block region based on the plane orientation of the substrate and The conductivity of the n-type current passage region can be made high in the carrier concentration in each region, and the function of the current path adjustment layer can be made more effective.

【0083】この発明(請求項18)においては、n型
化合物半導体基板の表面側に形成した、活性層を含む積
層構造上に、電流ブロック領域と電流通過領域とからな
る電流経路調整層を設け、該電流経路調整層の上側に、
その電流ブロック領域に対向するようp型電極を配置し
たので、該p型電極から活性層へ向かう電流は、該電流
ブロック領域によりブロックされて、その両側に大きく
広がることとなる。このため、活性層の、p型電極直下
部分以外の領域でのLED光の発光量が増大して、発生
したLED光がp型電極に遮られることなく、効果的に
外部の取り出される。これによりLED光の導出効率が
向上して、半導体発光素子の高輝度化を図ることができ
る。
In the present invention (claim 18), a current path adjusting layer comprising a current block region and a current passing region is provided on the laminated structure including the active layer formed on the surface side of the n-type compound semiconductor substrate. , Above the current path adjustment layer,
Since the p-type electrode is arranged so as to face the current block region, the current flowing from the p-type electrode to the active layer is blocked by the current block region and spreads widely on both sides thereof. For this reason, the amount of LED light emitted in the region of the active layer other than the portion directly below the p-type electrode increases, and the generated LED light is effectively extracted to the outside without being blocked by the p-type electrode. As a result, the efficiency of deriving the LED light is improved and the brightness of the semiconductor light emitting device can be increased.

【0084】また該n型化合物半導体基板を、表面に溝
が形成された溝形成部分と表面が平坦な平坦部分とを有
し、該溝の斜面の面方位及び該基板表面の平坦部分の面
方位が、該基板上に成長される所定のドーパントを含む
半導体層の導電性を支配する構造としているため、第1
及び第2のドーパントを有する電流経路調整層内には、
電流ブロック領域と電流通過領域とを同時に形成可能と
なる。これにより、活性層下方の一部に電流ブロック領
域を有する素子構造を、1回の結晶成長工程により形成
できる。
Further, the n-type compound semiconductor substrate has a groove forming portion having a groove formed on the surface and a flat portion having a flat surface, and the plane orientation of the slope of the groove and the plane of the flat portion of the substrate surface. Since the azimuth has a structure that controls the conductivity of the semiconductor layer containing a predetermined dopant grown on the substrate,
And in the current path adjusting layer having the second dopant,
The current block region and the current passage region can be formed at the same time. As a result, an element structure having a current block region in a part below the active layer can be formed by one crystal growth step.

【0085】また、この発明では、素子表面のLED光
が出射する領域には、p型電極が配置されていないた
め、LED光が遮られることがなく、しかもこの領域の
表面は、上記基板の溝形成部分の凸凹が反映されて凸凹
状態となっているため、素子の内部からその表面に臨界
角以上で入射するLED光の割合が減少することとな
り、これにより素子上面からの光の取出し効率が向上す
る。
Further, in the present invention, since the p-type electrode is not arranged in the area of the device surface where the LED light is emitted, the LED light is not blocked, and the surface of this area is the same as that of the substrate. Since the unevenness of the groove formation part is reflected and the unevenness is achieved, the ratio of the LED light that enters the surface of the device from the inside at a critical angle or more decreases, which results in the light extraction efficiency from the top surface of the device. Is improved.

【0086】また、電流経路調整層の電流通過領域は基
板の溝形成部分に対応して位置しているため、活性層の
発光領域も基板の溝形成部分に対応して位置し、しかも
溝形状が反映された凸凹形状となる。このため、活性層
の発光領域が平坦なLEDにくらべ、発光面積が増加す
ることとなり、発光量の増大により光の導出効率が増加
する。
Further, since the current passage region of the current path adjusting layer is located corresponding to the groove forming portion of the substrate, the light emitting region of the active layer is also located corresponding to the groove forming portion of the substrate, and the groove shape is also formed. Is reflected in the uneven shape. Therefore, the light emitting area is increased as compared with an LED in which the light emitting region of the active layer is flat, and the light output efficiency is increased due to the increase in the light emission amount.

【0087】また、電流経路調整層を活性層よりもバン
ドギャップが広くなるよう構成することにより、活性層
からの光が電流経路調整層で吸収されるのを回避して、
より光の導出効率を向上させ、半導体発光素子の高輝度
化を図ることができる。
Further, by configuring the current path adjusting layer to have a wider bandgap than the active layer, it is possible to prevent light from the active layer from being absorbed by the current path adjusting layer.
It is possible to further improve the light extraction efficiency and increase the brightness of the semiconductor light emitting device.

【0088】さらに、基板の溝形成領域の溝斜面の面方
位をA面とすることにより、MOCVD法でAlGaI
nP混晶半導体系を成長しても、活性層の発光領域に自
然超格子が形成されず、自然超格子による発光波長の長
波長化を回避できる。このため、設定波長が得られるよ
うえ活性層のAl組成を増加する必要がなくなり、高輝
度で、信頼性の高い半導体発光素子が実現できる。
Further, by setting the plane orientation of the groove slope in the groove forming region of the substrate to be the A plane, AlGaI is formed by the MOCVD method.
Even if the nP mixed crystal semiconductor system is grown, the natural superlattice is not formed in the light emitting region of the active layer, and it is possible to prevent the emission wavelength from becoming longer due to the natural superlattice. Therefore, it is not necessary to increase the Al composition of the active layer so as to obtain the set wavelength, and a semiconductor light emitting device with high brightness and high reliability can be realized.

【0089】しかも、上記基板の、p型電極直下の部分
は平坦になっているため、該p型電極の表面は平坦にな
り、該p型電極とこれにボンディングされるワイヤとの
密着強度を向上できる。
Moreover, since the portion of the substrate just below the p-type electrode is flat, the surface of the p-type electrode is flat, and the adhesion strength between the p-type electrode and the wire bonded thereto is increased. Can be improved.

【0090】この発明(請求項19)においては、上記
請求項18の半導体発光素子において、p型電流拡散層
を電流経路調整層の上部に設けているため、p型電流拡
散層で電流を広げることができ、活性層の、p型電極に
対応する部分以外のより広い領域での発光が可能とな
る。また、電流拡散層を活性層よりもバンドギャップが
広くなるよう構成することにより、活性層からの光が電
流拡散層で吸収されるのを回避して、さらに光の導出効
率を向上させ、半導体発光素子の高輝度化を図ることが
できる。
In the present invention (claim 19), in the semiconductor light emitting device according to claim 18, since the p-type current diffusion layer is provided above the current path adjusting layer, the current is spread by the p-type current diffusion layer. Therefore, light emission is possible in a wider area of the active layer other than the portion corresponding to the p-type electrode. Further, by configuring the current diffusion layer to have a wider bandgap than that of the active layer, it is possible to prevent light from the active layer from being absorbed by the current diffusion layer, further improving the light extraction efficiency, and The brightness of the light emitting element can be increased.

【0091】この発明(請求項20)においては、上記
請求項19の半導体発光素子において、上記p型電流拡
散層を、その内部に形成された、上記電流経路調整層と
同一構成の電流ブロック領域及び電流通過領域を有する
構成としたので、p型電極から活性層に至る経路にて、
より広域へ電流を広げることができる。これにより、活
性層の、p型電極直下部分の外側での発光量が増加し、
さらに光の導出効率を向上させることができる。
According to the present invention (claim 20), in the semiconductor light emitting device according to claim 19, the p-type current diffusion layer is formed inside the current block region and has the same structure as the current path adjusting layer. Since it has a structure having a current passing region, and in the path from the p-type electrode to the active layer,
The current can be spread over a wider area. This increases the amount of light emitted outside the portion of the active layer directly below the p-type electrode,
Further, the light extraction efficiency can be improved.

【0092】この発明(請求項21)においては、請求
項18の半導体発光素子における化合物半導体基板の導
電型をp型とし、ダブルヘテロ接合部を有する積層構造
を、活性層をp型下クラッド層及びn型上クラッド層に
より挟持してなる構造とし、この積層構造と上記基板と
の間に、n型の電流ブロック領域及びp型の電流通過領
域を有する電流経路調整層を配置したので、上記請求項
18の半導体発光素子における電流経路調整層の働きを
より効果的なものとできる。
According to the present invention (claim 21), the compound semiconductor substrate in the semiconductor light emitting device according to claim 18 has a conductivity type of p-type, and a laminated structure having a double heterojunction portion is used. And the n-type upper clad layer, and a current path adjusting layer having an n-type current blocking region and a p-type current passage region is disposed between the laminated structure and the substrate. The function of the current path adjusting layer in the semiconductor light emitting device according to claim 18 can be made more effective.

【0093】つまり、p型化合物半導体基板を用いてい
るため、n型の電流ブロック領域とp型の電流通過領域
とからなる電流経路調整層を、上記積層構造下側の基板
に近い位置に配置できる。これにより、該基板に形成し
た溝の形状が電流経路調整層にて十分反映されることと
なり、下地層の面方位に依存する、p型電流ブロック領
域及びn型電流通過領域のキャリア濃度を、それぞれの
導電性について所望の大きな値に設定でき、このため電
流経路調整層の働きをより効果的なものとできる。
That is, since the p-type compound semiconductor substrate is used, the current path adjusting layer composed of the n-type current block region and the p-type current passage region is arranged at a position close to the substrate below the laminated structure. it can. As a result, the shape of the groove formed in the substrate is sufficiently reflected in the current path adjustment layer, and the carrier concentrations of the p-type current block region and the n-type current passage region depending on the plane orientation of the underlayer are: Each conductivity can be set to a desired large value, so that the function of the current path adjusting layer can be made more effective.

【0094】この発明(請求項22)においては、請求
項18又は21の半導体発光素子において、前記電流経
路調整層の電流ブロック領域を高抵抗領域としたので、
上記第1及び第2のドーパントのうちの一方のドープ量
を低減することができる。
According to the present invention (claim 22), in the semiconductor light emitting device according to claim 18 or 21, the current blocking region of the current path adjusting layer is a high resistance region.
The doping amount of one of the first and second dopants can be reduced.

【0095】この発明(請求項23)においては、上記
請求項21の半導体発光素子において、ダブルヘテロ接
合部を有する積層構造の上に電流拡散層を設けているた
め、該電流拡散層で電流を広げることができ、活性層
の、n型電極に対応する部分以外のより広い領域での発
光が可能となる。
According to the present invention (claim 23), in the semiconductor light emitting device according to claim 21, since the current spreading layer is provided on the laminated structure having the double heterojunction portion, the current spreading layer can generate a current. It can be widened, and light emission is possible in a wider region of the active layer other than the portion corresponding to the n-type electrode.

【0096】また、n型電流拡散層では、p型のものに
比べてキャリアの移動度が大きく、抵抗率が低いため、
電流拡散効果が大きく、さらに広域での発光が可能であ
る。また、電流拡散層を活性層よりもバンドギャップが
広くなるよう構成することにより、活性層からの光が電
流拡散層で吸収されるのを回避して、より光の導出効率
を向上させ、半導体発光素子の高輝度化を図ることがで
きる。
Further, in the n-type current diffusion layer, the carrier mobility is higher and the resistivity is lower than that of the p-type one.
It has a large current diffusion effect and can emit light over a wider area. Further, by configuring the current diffusion layer to have a wider bandgap than that of the active layer, it is possible to prevent light from the active layer from being absorbed by the current diffusion layer, thereby further improving the light extraction efficiency, The brightness of the light emitting element can be increased.

【0097】この発明(請求項24)においては、上記
各半導体発光素子において、前記化合物半導体基板の表
面に光反射層を設けたので、活性層で発光した光のうち
基板側に発光した光は、反射層で反射されることとなっ
て、屈折率の高い基板に吸収されることがなくなり、さ
らに光の導出効率を向上させることができる。
In the present invention (claim 24), in each of the semiconductor light emitting devices, since the light reflecting layer is provided on the surface of the compound semiconductor substrate, the light emitted to the substrate side out of the light emitted from the active layer. Since the light is reflected by the reflective layer, it is not absorbed by the substrate having a high refractive index, and the light extraction efficiency can be further improved.

【0098】この発明(請求項25)においては、n型
化合物半導体基板の表面を、その溝形成部分及び平坦部
分が、その上に成長される所定のドーパントを含む半導
体層の導電性に対する選択性を持つよう処理し、該基板
上に、活性層を有する積層構造を形成した後、該積層構
造上に電流経路調整層を、導電型の異なる第1及び第2
のドーパントを同時にドープしつつ形成するので、該電
流経路調整層には、該溝形成部分に対応する位置に電流
ブロック領域が形成され、該平坦部分に対応する位置に
電流通過領域が形成される。これにより電流ブロック領
域を有する半導体発光素子を1回のMOCVD成長で製
造できる。つまり結晶成長の途中で、結晶成長面が大気
に晒される成長装置からの基板の出し入れを不要とし
て、コストの大幅な削減及び歩留まりの大幅な向上を図
ることができるとともに、再成長界面での結晶性の問題
を解消できる。
In the present invention (claim 25), the selectivity of the surface of the n-type compound semiconductor substrate with respect to the conductivity of the semiconductor layer in which the groove forming portion and the flat portion include a predetermined dopant grown thereon. To form a laminated structure having an active layer on the substrate, and a current path adjusting layer is formed on the laminated structure to form first and second conductive layers having different conductivity types.
Since the current path adjusting layer is formed while being simultaneously doped with the dopant, a current block region is formed at a position corresponding to the groove forming portion, and a current passing region is formed at a position corresponding to the flat portion. . As a result, a semiconductor light emitting device having a current blocking region can be manufactured by one MOCVD growth. In other words, during the crystal growth, it is possible to significantly reduce the cost and improve the yield by removing the substrate from the growth device whose crystal growth surface is exposed to the atmosphere. Sexual problems can be resolved.

【0099】この発明(請求項26)においては、p型
化合物半導体基板を、上記請求項9の半導体発光素子の
製造方法と同様に処理して、その表面に溝形成部分及び
平坦部分を形成し、該基板上に電流経路調整層を形成
し、その後該電流経路調整層上に、p型下クラッド層,
活性層及びn型上クラッド層を順次成長して積層構造を
形成するので、電流経路調整層の各導電型の電流ブロッ
ク領域及び電流通過領域でのキャリア濃度を高くでき
る。
In the present invention (claim 26), the p-type compound semiconductor substrate is treated in the same manner as in the method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to claim 9 to form a groove forming portion and a flat portion on the surface thereof. Forming a current path adjusting layer on the substrate, and then forming a p-type lower cladding layer on the current path adjusting layer,
Since the active layer and the n-type upper cladding layer are sequentially grown to form a laminated structure, the carrier concentration in the current blocking region and the current passage region of each conductivity type of the current path adjusting layer can be increased.

【0100】つまりp型化合物半導体基板を用いている
ため、n型の電流ブロック領域とp型の電流通過領域と
からなる電流経路調整層を、上記積層構造下側の基板に
近い部分に形成でき、該基板に形成した溝の形状が電流
経路調整層にて十分反映されることとなり、各導電型の
電流ブロック領域及び電流通過領域のキャリア濃度をこ
れが高い濃度となるよう精度よく制御できる。
That is, since the p-type compound semiconductor substrate is used, the current path adjusting layer consisting of the n-type current block region and the p-type current passage region can be formed in the portion near the substrate below the laminated structure. The shape of the groove formed on the substrate is sufficiently reflected in the current path adjusting layer, and the carrier concentration in the current block region and the current passage region of each conductivity type can be controlled with high accuracy.

【0101】この発明(請求項27)においては、請求
項25又は26記載の半導体発光素子の製造方法におい
て、前記II族ドーパントにZn、VI族ドーパントにSe
を用いるため、基板の面方位に基づくp型電流ブロック
領域及びn型電流通過領域の導電性を、該各領域におけ
るキャリア濃度が高いものとでき、電流経路調整層の働
きをより効果的なものとできる。
According to the present invention (claim 27), in the method for manufacturing a semiconductor light-emitting device according to claim 25 or 26, the group II dopant is Zn and the group VI dopant is Se.
Therefore, the conductivity of the p-type current blocking region and the n-type current passage region based on the plane orientation of the substrate can be made to have a high carrier concentration in each region, and the function of the current path adjusting layer can be made more effective. Can be

【0102】[0102]

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。Embodiments of the present invention will be described below.

【0103】(実施例1)図1は本発明の第1の実施例
による半導体発光素子として発光ダイオードを説明する
ための図であり、図1(a)は該発光ダイオードの構造
を示す断面図、図1(b)及び図1(c)は、発光ダイ
オードを構成する基板の構造を示す平面図及び断面図で
ある。図2は該発光ダイオードの製造方法を説明するた
めの図であり、図2(a)は該発光ダイオードを構成す
る種々の半導体層を結晶成長する工程を示す図、図2
(b)は発光ダイオードにおける電極を形成する工程を
示す図である。
(Embodiment 1) FIG. 1 is a view for explaining a light emitting diode as a semiconductor light emitting device according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 1 (a) is a sectional view showing the structure of the light emitting diode. 1 (b) and 1 (c) are a plan view and a cross-sectional view showing the structure of a substrate forming a light emitting diode. 2A and 2B are views for explaining a method for manufacturing the light emitting diode, and FIG. 2A is a diagram showing a step of crystal-growing various semiconductor layers constituting the light emitting diode.
(B) is a figure which shows the process of forming the electrode in a light emitting diode.

【0104】図において、100aは本実施例の発光ダ
イオードで、そのp型GaAs基板1上には、その表面
上にp型下クラッド層2,活性層3及びn型上クラッド
層4を順次成長してなる、ダブルヘテロ接合部を有する
積層構造110が配設されている。そして本実施例で
は、この積層構造110のn型クラッド層4上には、電
流をブロックするp型半導体領域(電流ブロック領域)
5aと、電流を通過させるn型半導体領域(電流通過領
域)5bとからなる電流経路調整層5が設けられてい
る。該電流経路調整層5上には、n型電流拡散層6を介
してp型GaAsコンタクト層7が、上記電流経路調整
層5の電流ブロック領域5aの真上に位置するよう設け
られ、該コンタクト層7上には、AuGeからなるn型
電極102が配置されている。また上記p型GaAs基
板1の裏面側には全面に、AuZnからなるp型電極1
01が形成されている。
In the figure, reference numeral 100a denotes a light emitting diode of this embodiment, in which a p-type lower clad layer 2, an active layer 3 and an n-type upper clad layer 4 are sequentially grown on the surface of the p-type GaAs substrate 1. The laminated structure 110 having a double heterojunction portion is formed. In this embodiment, a p-type semiconductor region (current blocking region) that blocks current is provided on the n-type clad layer 4 of the laminated structure 110.
A current path adjustment layer 5 including an n-type semiconductor region (current passage region) 5b that allows a current to pass therethrough is provided. A p-type GaAs contact layer 7 is provided on the current path adjusting layer 5 via an n-type current diffusion layer 6 so as to be located directly above the current block region 5a of the current path adjusting layer 5, and the contact is formed. An n-type electrode 102 made of AuGe is arranged on the layer 7. Further, on the entire back surface of the p-type GaAs substrate 1, the p-type electrode 1 made of AuZn is formed.
01 is formed.

【0105】ここで、上記p型GaAs基板1は、その
中央の直径200μmの円形状領域(溝形成部分)1a
には、深さ4.3μm、幅6μmのV型溝1a1がスト
ライプ状に複数形成されており、該基板1の、溝形成部
分1a以外の領域は、表面が平坦な平坦部分となってい
る。上記基板1の平坦部分はその表面の面方位が(10
0)面となっており、上記V型溝1a1の傾斜面の面方
位は(111)A面とな っている。
Here, the p-type GaAs substrate 1 has a circular region (groove forming portion) 1a having a diameter of 200 μm at the center thereof.
A plurality of V-shaped grooves 1a1 having a depth of 4.3 μm and a width of 6 μm are formed in a stripe shape on the substrate 1. Areas of the substrate 1 other than the groove forming portions 1a are flat portions having a flat surface. . The plane direction of the flat portion of the substrate 1 is (10
The surface orientation of the inclined surface of the V-shaped groove 1a1 is the (111) A surface.

【0106】また、上記下クラッド層2,活性層3及び
上クラッド層4はそれぞれ、(AlxGa1-x1-yIny
P(0≦x≦1,0≦y≦1)からなり、この下クラッ
ド層2及び上クラッド層4では、例えばその組成比x,
yがx=0.70,y=0.50、その層厚が1.0μ
mとなっており、下クラッド層2のZnキャリア濃度は
1×1018cm-3、上クラッド層4のSiキャリア濃度
は5×1017cm-3となっている。該活性層3では、例
えば組成比x,yはx=0.30、y=0.50、その
層厚は0.50μmとなっている。
The lower clad layer 2, the active layer 3 and the upper clad layer 4 are (Al x Ga 1 -x ) 1 -y In y, respectively.
P (0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1), and in the lower cladding layer 2 and the upper cladding layer 4, for example, the composition ratio x,
y is x = 0.70, y = 0.50, the layer thickness is 1.0 μ
The lower clad layer 2 has a Zn carrier concentration of 1 × 10 18 cm −3 , and the upper clad layer 4 has a Si carrier concentration of 5 × 10 17 cm −3 . In the active layer 3, for example, the composition ratios x and y are x = 0.30, y = 0.50, and the layer thickness thereof is 0.50 μm.

【0107】また、上記電流経路調整層5の構成材料も
(AlxGa1-x1-yInyP(0≦x≦1,0≦y≦
1)であり、その組成比はx,yはx=0.70、y=
0.50、その層厚は0.7μmとなっている。この電
流経路調整層5にはII族ドーパントとしてZnが、V族
ドーパントとしてSeがドープされている。該電流経路
調整層5の電流ブロック領域5aは、上記基板1の溝形
成領域1aの真上に位置し、該基板1の溝1a1の斜面
の面方位である(111)A面に基づいて、ドーパント
Znによるp型の導電型を示すキャリア濃度3×1018
cm-3の領域となっている。また、上記電流経路調整層
5の電流通過領域5bは、上記基板1の平坦部分1bの
上側に位置し、該平坦部分の1bの面方位である(10
0)面に基づいて、ドーパントSeによるn型の導電型
を示すキャリア濃度3×1018cm-3の領域となってい
る。
The constituent material of the current path adjusting layer 5 is also (Al x Ga 1-x ) 1-y In y P (0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦
1), the composition ratio of x and y is x = 0.70, y =
0.50, and the layer thickness is 0.7 μm. The current path adjusting layer 5 is doped with Zn as a group II dopant and Se as a group V dopant. The current block region 5a of the current path adjusting layer 5 is located right above the groove forming region 1a of the substrate 1, and based on the (111) A plane which is the plane orientation of the slope of the groove 1a1 of the substrate 1, Carrier concentration showing p-type conductivity due to dopant Zn 3 × 10 18
The area is cm -3 . The current passage region 5b of the current path adjusting layer 5 is located above the flat portion 1b of the substrate 1 and has the plane orientation of the flat portion 1b (10
Based on the (0) plane, the region has a carrier concentration of 3 × 10 18 cm −3 , which exhibits an n-type conductivity due to the dopant Se.

【0108】さらに上記電流拡散層6は、n型Alx
1-xAs(0≦x≦1)からなり、その組成比xがx
=0.70となっており、5μmの層厚を有している。
またこのn型電流拡散層6及び上記n型GaAsコンタ
クト層7ではそれぞれSiキャリア濃度が5×1018
-3となっている。
Further, the current diffusion layer 6 is made of n-type Al x G.
a 1-x As (0 ≦ x ≦ 1), and the composition ratio x is x
= 0.70, and the layer thickness is 5 μm.
The n-type current diffusion layer 6 and the n-type GaAs contact layer 7 each have a Si carrier concentration of 5 × 10 18 c.
It is m -3 .

【0109】次に製造方法について説明する。Next, the manufacturing method will be described.

【0110】まず、p型GaAs基板1表面の直径20
0μmの円形領域に、エッチング処理により、斜面の面
方位が例えば(111)A面である深さ4.3μm、幅
6μmの溝を複数ストライプ状に形成する(図1
(b),(c)参照)。
First, the diameter 20 of the surface of the p-type GaAs substrate 1
In a circular region of 0 μm, grooves having a depth of 4.3 μm and a width of 6 μm in which the plane orientation of the slope is, for example, a (111) A plane are formed in a stripe shape by etching (FIG. 1).
(See (b) and (c)).

【0111】次に、該エッチング処理を施した基板1上
にMOCVD法を用いて1回の結晶成長工程により上記
各半導体層2〜7を形成する(図2(a))。
Next, the semiconductor layers 2 to 7 are formed on the etched substrate 1 by a single crystal growth step using MOCVD (FIG. 2A).

【0112】すなわち、上記エッチング処理の後、基板
1上にp型(Al0.7Ga0.30.5In0.5Pをp型下ク
ラッド層2として、Znキャリア濃度が1×1018cm
-3となるよう厚さ1.0μm程度に成長する。続いて、
(Al0.3Ga0.70.5In0.5Pを活性層3として0.
50μm程度の厚さに形成し、さらにその上にn型(A
0.7Ga0.30.5In0.5Pをn型上クラッド層4とし
て、Siキャリア濃度が5×1017cm-3となるよう層
厚1μm程度に成長する。この時、上記基板1の表面形
状は概ねその上に成長される半導体層に受け継がれるこ
ととなり、上記n型上クラッド層4の表面の、上記基板
1の溝形成部分1aに対応する領域には、斜面の面方位
が(111)A面である溝が複数形成されており、また
該クラッド層4の表面の、基板1の平坦部分1bに対応
する領域は、その面方位が(100)である平坦な領域
となっている。
That is, after the above etching treatment, p-type (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P is used as the p-type lower cladding layer 2 on the substrate 1 and the Zn carrier concentration is 1 × 10 18 cm 2.
It grows to a thickness of about 1.0 μm to become −3 . continue,
(Al 0.3 Ga 0.7 ) 0.5 In 0.5 P is used as the active layer 3.
It is formed to a thickness of about 50 μm, and n-type (A
l 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P is grown as the n-type upper cladding layer 4 to a layer thickness of about 1 μm so that the Si carrier concentration is 5 × 10 17 cm −3 . At this time, the surface shape of the substrate 1 is substantially inherited by the semiconductor layer grown thereon, and the surface of the n-type upper cladding layer 4 has a region corresponding to the groove forming portion 1a of the substrate 1. , A plurality of grooves whose plane orientation of the slope is the (111) A plane are formed, and the region of the surface of the cladding layer 4 corresponding to the flat portion 1b of the substrate 1 has the plane orientation of (100). It is a flat area.

【0113】そして、さらにこのようなクラッド層4の
表面上に、(Al0.7Ga0.30.5In0.5Pを上記電流
経路調整層5として、Zn(II族ドーパント)とSe
(VI族ドーパント)を同時にドープしつつ層厚0.7μ
m程度成長する。
Further, (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P is used as the current path adjusting layer 5 on the surface of the clad layer 4 as described above, and Zn (group II dopant) and Se are added.
Layer thickness 0.7μ while simultaneously doping (VI group dopant)
Grow about m.

【0114】ここで、AlGaInPを成長する際、II
族ドーパントであるZnとVI族ドーパントであるSeを
同時にドープした場合、その下地半導体結晶の面方位に
よって導電型とキャリア濃度が変化することが知られて
いる。図3は(100)面から(111)A面方向への
オフ角度に対する導電型とキャリア濃度の変化を実験結
果により示しており、図中、○印及び△印はそれぞれ該
オフ角度に対するp型のキャリア濃度、及びn型キャリ
ア濃度を示す。
Here, when growing AlGaInP, II
It is known that when Zn, which is a group dopant, and Se, which is a group VI dopant, are simultaneously doped, the conductivity type and the carrier concentration change depending on the plane orientation of the underlying semiconductor crystal. FIG. 3 shows the change in conductivity type and carrier concentration with respect to the off angle from the (100) plane to the (111) A plane direction by the experimental results. The carrier concentration of n and the n-type carrier concentration are shown.

【0115】この図から分かるように、ドーパントとし
てZnとSeを同時に3×1018cm-3ずつドープして
AlGaInPを成長すると、(311)A面や(11
1)A面上では、キャリア濃度3×1018cm-3のp型
半導体領域が、(100)面上ではキャリア濃度3×1
18cm-3のn型半導体領域が得られる。
As can be seen from this figure, when AlGaInP is grown by simultaneously doping Zn and Se as dopants by 3 × 10 18 cm −3 , the (311) A plane and (11)
1) A p-type semiconductor region having a carrier concentration of 3 × 10 18 cm −3 on the A-plane, and a carrier concentration of 3 × 1 on the (100) plane.
A 0 18 cm −3 n-type semiconductor region is obtained.

【0116】したがって、上記のようにZnとSeを同
時に3×1018cm-3ずつドープしつつ(Al0.7Ga
0.30.5In0.5Pを上記クラッド層4上に成長する
と、該クラッド層4表面の、(111)A面が露出する
領域,つまり基板1の溝形成部分1aに対応する領域で
は、キャリア濃度3×1018cm-3のp型半導体領域が
電流ブロック領域5aとして形成され、該クラッド層4
表面の、(100)面が露出する領域,つまり基板1の
平坦部分1bに対応する領域では、キャリア濃度3×1
18cm-3のn型半導体領域が電流通過領域5bとして
形成される。
Therefore, as described above, Zn and Se are simultaneously doped by 3 × 10 18 cm −3 (Al 0.7 Ga).
When 0.3 ) 0.5 In 0.5 P is grown on the clad layer 4, the carrier concentration is 3 in the region where the (111) A plane is exposed on the surface of the clad layer 4, that is, the region corresponding to the groove forming portion 1a of the substrate 1. A p-type semiconductor region of × 10 18 cm -3 is formed as the current block region 5a, and the cladding layer 4 is formed.
In the region of the surface where the (100) plane is exposed, that is, in the region corresponding to the flat portion 1b of the substrate 1, the carrier concentration is 3 × 1.
An 0 18 cm −3 n-type semiconductor region is formed as the current passage region 5b.

【0117】引き続き、該電流経路調整層5上にn型A
0.7Ga0.3Asを電流拡散層6として厚さ5μm程度
に、さらにn型GaAs層7aを厚さ1μm程度にそれ
ぞれSiキャリア濃度が5×1018cm-3となるよう成
長する。
Then, n-type A is formed on the current path adjusting layer 5.
l 0.7 Ga 0.3 As is grown as the current diffusion layer 6 to a thickness of about 5 μm, and the n-type GaAs layer 7a is grown to a thickness of about 1 μm so that the Si carrier concentration becomes 5 × 10 18 cm −3 .

【0118】次に、図2(b)に示すように上記n型コ
ンタクト層7上にAuGe層102aを形成するととも
に、p型基板1の裏面側にp型電極としてのAuZn層
101を形成する。その後、上記n型GaAs層7a及
びAuGe層102を、その上記基板1の溝形成部分1
aの真上に位置する部分が残るよう選択的にエッチング
して、n型GaAsコンタクト層7及びn型電極102
を形成する。これにより発光ダイオード100aが完成
する(図1(a)参照)。
Next, as shown in FIG. 2B, an AuGe layer 102a is formed on the n-type contact layer 7, and an AuZn layer 101 as a p-type electrode is formed on the back surface of the p-type substrate 1. . After that, the n-type GaAs layer 7 a and the AuGe layer 102 are formed on the groove forming portion 1 of the substrate 1.
The n-type GaAs contact layer 7 and the n-type electrode 102 are selectively etched so that the portion immediately above a is left.
To form. As a result, the light emitting diode 100a is completed (see FIG. 1A).

【0119】本実施例による半導体発光素子に順方向に
電圧(2V)を印加し電流(20mA)を流したとこ
ろ、ピーク波長584nmの光度5cdを越えるLED
光が得られた。
When a voltage (2 V) was applied in the forward direction and a current (20 mA) was applied to the semiconductor light emitting device according to this example, an LED having a peak wavelength of 584 nm and a luminous intensity of more than 5 cd was obtained.
The light was obtained.

【0120】また、(AlxGa1-x1-yInyP活性層
の組成x,yをそれぞれx=0.50、y=0.50と
したところ、ピーク波長555nmの光度3cdを越え
る純緑色発光が得られた。
When the compositions x and y of the (Al x Ga 1-x ) 1-y In y P active layer were set to x = 0.50 and y = 0.50, respectively, a luminous intensity of 3 cd at a peak wavelength of 555 nm was obtained. A pure green light emission exceeding that was obtained.

【0121】本実施例の半導体発光素子100aでは、
p型GaAs基板1上の、活性層3を含む積層構造11
0上に、電流ブロック領域5aとその両側の電流通過領
域5bとからなる電流経路調整層5を形成し、該電流経
路調整層5上に電流拡散層6を介してn型電極102
を、これが上記電流ブロック領域5aの真上に位置する
よう配置したので、活性層3とn型電極102との間で
は上記電流拡散層6により電流がn型電極102の直下
部分からその両側に広がることとなり、しかも電流経路
調整層5では、その電流ブロック領域5aにより、活性
層3の、n型電極102直下の部分には電流が流れにく
くなる。これにより活性層3における発光領域が、その
n型電極直下部分を避けるようその両側部分に広がるこ
ととなり、活性層3で発生したLED光は、発光ダイオ
ード表面のn型電極102が配置されていない領域から
効率よく取り出されることとなる。
In the semiconductor light emitting device 100a of this embodiment,
Laminated structure 11 including active layer 3 on p-type GaAs substrate 1
0, a current path adjusting layer 5 composed of a current block area 5a and current passing areas 5b on both sides thereof is formed, and an n-type electrode 102 is formed on the current path adjusting layer 5 via a current diffusion layer 6.
Is arranged so as to be located right above the current block region 5a. Therefore, between the active layer 3 and the n-type electrode 102, the current is diffused from the portion directly below the n-type electrode 102 to the both sides thereof by the current diffusion layer 6. Further, in the current path adjusting layer 5, the current blocking region 5a makes it difficult for current to flow in the portion of the active layer 3 immediately below the n-type electrode 102. As a result, the light emitting region in the active layer 3 spreads to both sides thereof so as to avoid the portion directly below the n-type electrode, and the LED light generated in the active layer 3 does not have the n-type electrode 102 on the surface of the light emitting diode. It will be efficiently extracted from the area.

【0122】また、電流拡散層6および電流経路調整層
5はそれぞれ(Al0.7Ga0.30. 5In0.5Pから構成
されているため、(Al0.3Ga0.70.5In0.5Pから
なる活性層3よりバンドギャップが広く、このため、活
性層3からのLED光が電流拡散層6および電流経路調
整層5で吸収されることなく、より光の導出効率を向上
させて、発光ダイオード100aの高輝度化を図ること
ができる。
[0122] Also, since the current diffusion layer 6 and the current path adjusting layer 5 each are composed of (Al 0.7 Ga 0.3) 0. 5 In 0.5 P, an active layer made of (Al 0.3 Ga 0.7) 0.5 In 0.5 P 3, the bandgap is wider than that of LED 3, and therefore, the LED light from the active layer 3 is not absorbed by the current diffusion layer 6 and the current path adjustment layer 5, and the light extraction efficiency is further improved, and the high efficiency of the light emitting diode 100a. Brightness can be achieved.

【0123】また、本実施例では、表面の面方位が(1
00)面であるp型GaAs基板1を、部分的に(11
1)A面が露出するようストライプ状に溝を形成した溝
形成部分1aを有する構造としているため、該基板1上
に形成した、活性層3を含む積層構造110の表面,つ
まり上クラッド層4の表面には、上記基板の溝形成部分
1aに露出する(111)A面及び平坦部分1bの(1
00)面の面方位がそれぞれ現れることとなる。
Further, in this embodiment, the plane orientation of the surface is (1
The (00) plane p-type GaAs substrate 1 is partially (11)
1) Since the structure has a groove forming portion 1a in which a groove is formed in a stripe shape so that the surface A is exposed, the surface of the laminated structure 110 including the active layer 3 formed on the substrate 1, that is, the upper clad layer 4 On the surface of the (111) A surface and the flat portion 1b (1) exposed on the groove forming portion 1a of the substrate.
The plane orientation of the (00) plane appears.

【0124】しかも本実施例では、該クラッド層4上
に、ドーパントZn及びSeをドープしつつAlGaI
nPを成長しているので、その(100)面上にはSe
によるn型導電型を有する電流ブロック領域5aが形成
され、(111)A面上にはZnによるp型導電型を有
する電流通過領域5bが形成される。このため電流ブロ
ック領域5aを有する電流経路調整層5を形成する工程
で、結晶成長処理が中断されることなく、p型下クラッ
ド層4からn型コンタクト層7までを1回のMOCVD
工程にて成長することができ、製造コストを低減すると
ともに、歩留まりを大幅に向上することができる。
Moreover, in this embodiment, AlGaI is doped on the clad layer 4 while being doped with the dopants Zn and Se.
Since nP is growing, Se is on the (100) plane.
A current block region 5a having an n-type conductivity type is formed, and a current passage region 5b having a p-type conductivity type of Zn is formed on the (111) A plane. Therefore, in the step of forming the current path adjusting layer 5 having the current block region 5a, the p-type lower cladding layer 4 to the n-type contact layer 7 are formed once by MOCVD without interrupting the crystal growth process.
It is possible to grow in the process, reduce the manufacturing cost, and significantly improve the yield.

【0125】加えて、発光ダイオードを構成する半導体
積層構造における再成長界面での結晶性により特性や信
頼性が劣化するのを回避することができる。
In addition, it is possible to avoid the deterioration of the characteristics and reliability due to the crystallinity at the regrowth interface in the semiconductor laminated structure which constitutes the light emitting diode.

【0126】つまり従来の発光ダイオードの製造方法で
は、基板上に活性層を含む積層構造及び電流ブロック層
となる半導体層を成長したのち、一旦基板(ウェハ)を
成長装置から出し、該半導体層を選択エッチングして電
流ブロック層を形成し、その後ウェハを再び成長装置内
に入れて、中間バンドギャップ層とその上の電流ブロッ
ク層が露出するウェハ上に電流拡散層を再成長していた
ので、再成長界面の酸化や再成長界面への不純物の混入
などが発生しやすく、再成長界面での結晶性に問題があ
り、特性や信頼性に悪影響を与えていた。
That is, in the conventional method for manufacturing a light emitting diode, after a semiconductor layer to be a laminated structure including an active layer and a current blocking layer is grown on a substrate, the substrate (wafer) is once taken out from the growth apparatus and the semiconductor layer is removed. Since the current blocking layer was formed by selective etching, the wafer was then put back into the growth apparatus, and the current spreading layer was regrown on the wafer where the intermediate band gap layer and the current blocking layer above it were exposed. Oxidization of the regrowth interface and mixing of impurities into the regrowth interface are likely to occur, and there is a problem with the crystallinity at the regrowth interface, which adversely affects the characteristics and reliability.

【0127】これに対し、本実施例の発光ダイオードの
製造方法では、発光ダイオードを構成する各半導体層
を、1回のMOCVD成長で製造でき、再成長を必要と
しないため、良好な特性とともに高い信頼性が得られ
る。
On the other hand, in the method of manufacturing the light emitting diode of this embodiment, each semiconductor layer forming the light emitting diode can be manufactured by one MOCVD growth, and regrowth is not required, so that the characteristics are high and high. Reliable.

【0128】(実施例2)図4は本発明の第2の実施例
による発光ダイオード(半導体発光素子)を説明するた
めの断面図であり、図において、100bは本実施例の
発光ダイオードで、図1と同一符号は第1の実施例の発
光ダイオード100aと同一のものを示し、この発光ダ
イオード100bは、電流経路調整層5と電流拡散層6
との間に設けられた第2のn型上クラッド層4aを有し
ている点で上記第1の実施例の発光ダイオード100a
と異なっている。
(Embodiment 2) FIG. 4 is a sectional view for explaining a light emitting diode (semiconductor light emitting element) according to a second embodiment of the present invention, in which 100b is the light emitting diode of the present embodiment. The same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same parts as the light emitting diode 100a of the first embodiment, and the light emitting diode 100b includes a current path adjusting layer 5 and a current spreading layer 6.
And the second n-type upper cladding layer 4a provided between the light emitting diode 100a and the light emitting diode 100a according to the first embodiment.
Is different from

【0129】上記第2のn型上クラッド層4aは、活性
層3と電流経路調整層5との間のn型上クラッド層4と
同様、Siキャリア濃度が5×1017cm-3であるn型
(Al0.7Ga0.30.5In0.5Pから構成されており、
その層厚は1μm程度となっている。
Like the n-type upper clad layer 4 between the active layer 3 and the current path adjusting layer 5, the second n-type upper clad layer 4a has a Si carrier concentration of 5 × 10 17 cm −3 . n-type (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P
The layer thickness is about 1 μm.

【0130】本実施例の発光ダイオード100bの製造
方法は、電流経路調整層5を形成した後、その上に第2
のn型上クラッド層4aを形成する点以外は上記第1の
実施例の発光ダイオード100aの製造方法と同じであ
る。
In the method of manufacturing the light emitting diode 100b of this embodiment, after the current path adjusting layer 5 is formed, the second layer is formed thereon.
The manufacturing method of the light emitting diode 100a is the same as that of the first embodiment except that the n-type upper cladding layer 4a is formed.

【0131】本実施例による半導体発光素子100bに
順方向に電圧(2V)を印加し電流(20mA)を流し
たところ、ピーク波長584nmの光度が5.5cdを
越えるLED光が得られた。
When a voltage (2 V) was applied in the forward direction and a current (20 mA) was applied to the semiconductor light emitting device 100b according to this example, LED light having a peak wavelength of 584 nm and a luminous intensity of more than 5.5 cd was obtained.

【0132】また、(AlxGa1-x1-yInyP活性層
3の組成x,yをそれぞれx=0.50、y=0.50
としたところ、ピーク波長555nmの光度が3.5c
dを越える純緑色発光が得られた。
The composition x and y of the (Al x Ga 1-x ) 1-y In y P active layer 3 are x = 0.50 and y = 0.50, respectively.
As a result, the luminous intensity at the peak wavelength of 555 nm is 3.5c.
Pure green light emission exceeding d was obtained.

【0133】このような構成の本実施例では、電流経路
調整層5と電流拡散層6との間に第2のn型上クラッド
層4aを設けているため、電流経路調整層5と活性層3
との間のn型上クラッド層4の層厚を0.5μm程度に
薄くできる。これにより電流経路調整層5の電流ブロッ
ク領域5aにより一旦広がった電流が、該電流ブロック
領域5aの下側に回り込むのを抑制でき、活性層3のn
型電極102直下の部分へ流れ込む電流を減少させるこ
とが可能となる。この結果、活性層3のn型電極直下部
分以外の領域での発光量が増加し、上記第1の実施例の
発光ダイオード100aに比べてさらに光の導出効率を
向上させることができる。
Since the second n-type upper cladding layer 4a is provided between the current path adjusting layer 5 and the current diffusion layer 6 in this embodiment having such a structure, the current path adjusting layer 5 and the active layer are formed. Three
The layer thickness of the n-type upper cladding layer 4 between and can be reduced to about 0.5 μm. As a result, the current once spread by the current block region 5a of the current path adjusting layer 5 can be suppressed from wrapping around below the current block region 5a, and the n of the active layer 3 can be suppressed.
It is possible to reduce the current flowing into the portion directly below the mold electrode 102. As a result, the amount of light emission in the region other than the portion directly below the n-type electrode of the active layer 3 increases, and the light extraction efficiency can be further improved as compared with the light emitting diode 100a of the first embodiment.

【0134】(実施例3)図5は本発明の第3の実施例
による発光ダイオード(半導体発光素子)を説明するた
めの断面図であり、図において、100cは本実施例の
発光ダイオードで、この発光ダイオード100cでは、
第1実施例における電流拡散層6を、その内部に形成さ
れた第2の電流経路調整層105を有する電流拡散層1
06としており、該第2の電流拡散層105は、上記第
1の実施例における電流経路調整層5と同様、n型電極
102の直下に位置する電流ブロック領域105aと、
該電流ブロック領域105aの両側に位置する電流通過
領域105bとから構成されている。
(Embodiment 3) FIG. 5 is a sectional view for explaining a light emitting diode (semiconductor light emitting element) according to a third embodiment of the present invention, in which 100c is the light emitting diode of the present embodiment. In this light emitting diode 100c,
The current spreading layer 6 according to the first embodiment is provided with the second current path adjusting layer 105 formed therein.
06, the second current diffusion layer 105 has a current block region 105a located immediately below the n-type electrode 102, similar to the current path adjustment layer 5 in the first embodiment.
It is composed of current passage regions 105b located on both sides of the current block region 105a.

【0135】該第2の電流経路調整層105も、Zn及
びSeをドープした層厚0.7μmの(Al0.7
0.30.5In0.5P層からなり、該電流経路調整層1
05の電流ブロック領域105aは、上記基板1の溝形
成領域1aの真上に位置し、該基板1の溝1a1の斜面
の面方位である(111)A面に基づいて、ドーパント
Znによるp型の導電型を示すキャリア濃度3×1018
cm-3の領域となっている。また、上記電流経路調整層
105の電流通過領域105bは、上記基板1の平坦部
分1bの上側に位置し、該平坦部分の1bの面方位であ
る(100)面に基づいて、ドーパントSeによるn型
の導電型を示すキャリア濃度3×1018cm-3の領域と
なっている。
The second current path adjusting layer 105 is also made of (Al 0.7 G) having a layer thickness of 0.7 μm doped with Zn and Se.
a 0.3 ) 0.5 In 0.5 P layer, and the current path adjusting layer 1
The current blocking region 105a of No. 05 is located directly above the groove forming region 1a of the substrate 1 and is based on the (111) A plane which is the plane orientation of the slope of the groove 1a1 of the substrate 1 and is based on the p-type dopant Zn. Concentration indicating the conductivity type of 3 × 10 18
The area is cm -3 . In addition, the current passage region 105b of the current path adjusting layer 105 is located above the flat portion 1b of the substrate 1, and based on the (100) plane that is the plane orientation of the flat portion 1b, the n is formed by the dopant Se. It is a region having a carrier concentration of 3 × 10 18 cm −3 which indicates the conductivity type of the mold.

【0136】なお、106a及び106bはそれぞれ上
記電流拡散層106の、第2の電流経路調整層105の
下側の部分、及び上側の部分であり、該電流拡散層10
6の下側部分106aの層厚は2.5μm、その上側部
分106bの層厚は2.5μmとなっている。
Reference numerals 106a and 106b denote the lower and upper parts of the second current path adjusting layer 105 of the current spreading layer 106, respectively.
6 has a layer thickness of 2.5 μm in the lower portion 106a and an upper portion 106b has a layer thickness of 2.5 μm.

【0137】また、本実施例の発光ダイオード100c
の製造方法は、電流拡散層を成長する途中で、第2の電
流経路調整層105を形成する点以外は上記第1の実施
例の発光ダイオード100aの製造方法と同じである。
Further, the light emitting diode 100c of the present embodiment.
The manufacturing method of is similar to the manufacturing method of the light emitting diode 100a of the first embodiment except that the second current path adjusting layer 105 is formed during the growth of the current diffusion layer.

【0138】本実施例による発光ダイオード100cに
順方向に電圧(2V)を印加し電流(20mA)を流し
たところ、ピーク波長584nmの光度が5.1cdを
越えるLED光が得られた。
When a voltage (2 V) was applied in the forward direction and a current (20 mA) was applied to the light emitting diode 100c according to this example, LED light having a peak wavelength of 584 nm and a luminous intensity of more than 5.1 cd was obtained.

【0139】また、(AlxGa1-x1-yInyP活性層
の組成x,yをそれぞれx=0.50、y=0.50と
したところ、ピーク波長555nmの光度が3.2cd
を越える純緑色発光が得られた。
When the compositions x and y of the (Al x Ga 1-x ) 1-y In y P active layer were set to x = 0.50 and y = 0.50, respectively, the luminous intensity at a peak wavelength of 555 nm was 3 .2 cd
A pure green light emission of over 10% was obtained.

【0140】このような構成の本実施例では、n型上ク
ラッド層4と電流拡散層106との間に設けられた電流
経路調整層5に加えて、n型電流拡散層106の内部に
形成された第2の電流経路調整層105を備えたので、
n型電極102と活性層3との間を流れる電流は、電流
経路調整層5と第2の電流経路調整層105の電流ブロ
ック領域5a及び105の2箇所でブロックされて、活
性層3のn型電極直下の領域の外側に広がることとな
り、活性層3に流れ込む電流をより一層広い範囲に拡散
させることができる。これにより活性層3のn型電極直
下部分及びその近傍での発光量が減少して、その減少し
た分、活性層3のn型電極直下部分から離れた部分での
発光量が増加し、光の導出効率を向上させることができ
る。
In this embodiment having such a structure, in addition to the current path adjusting layer 5 provided between the n-type upper cladding layer 4 and the current diffusion layer 106, it is formed inside the n-type current diffusion layer 106. Since the second current path adjusting layer 105 is provided,
The current flowing between the n-type electrode 102 and the active layer 3 is blocked by the current path adjusting layer 5 and the current blocking regions 5 a and 105 of the second current path adjusting layer 105 at two points, and the n of the active layer 3 is blocked. Since it spreads to the outside of the region directly below the mold electrode, the current flowing into the active layer 3 can be diffused into a wider range. As a result, the amount of light emission in the portion directly below the n-type electrode of the active layer 3 and in the vicinity thereof decreases, and the amount of light emission in the portion apart from the portion directly below the n-type electrode of the active layer 3 increases. The derivation efficiency of can be improved.

【0141】(実施例4)図6は本発明の第4の実施例
による発光ダイオード(半導体発光素子)を説明するた
めの断面図であり、図において、100dは本実施例の
発光ダイオードで、この発光ダイオード100dでは基
板としてn型GaAs基板51を用いており、このn型
GaAs基板51上に、電流をブロックするp型半導体
領域(電流ブロック領域)55aと、電流を通過させる
n型半導体領域(電流通過領域)55bとからなる電流
経路調整層55が設けられている。
(Embodiment 4) FIG. 6 is a sectional view for explaining a light emitting diode (semiconductor light emitting element) according to a fourth embodiment of the present invention, in which 100d is the light emitting diode of the present embodiment. This light emitting diode 100d uses an n-type GaAs substrate 51 as a substrate. On the n-type GaAs substrate 51, a p-type semiconductor region (current block region) 55a that blocks a current and an n-type semiconductor region that allows a current to pass therethrough. A current path adjusting layer 55 including a (current passage region) 55b is provided.

【0142】そしてこの電流経路調整層55上には、そ
の表面上にn型下クラッド層52,活性層53及びp型
上クラッド層54を順次成長してなる、ダブルヘテロ接
合部を有する積層構造150が配設されている。
On the current path adjusting layer 55, a laminated structure having a double heterojunction portion, in which an n-type lower clad layer 52, an active layer 53 and a p-type upper clad layer 54 are sequentially grown on the surface of the current path adjusting layer 55. 150 are provided.

【0143】またこの積層構造150上には、p型電流
拡散層56を介してn型GaAsコンタクト層57が設
けられ、該コンタクト層57上には、AuZnからなる
p型電極151が配置されている。また上記n型GaA
s基板51の裏面側には全面に、AuGeからなるn型
電極152が形成されている。
An n-type GaAs contact layer 57 is provided on the laminated structure 150 via a p-type current diffusion layer 56, and a p-type electrode 151 made of AuZn is arranged on the contact layer 57. There is. Also, the n-type GaA
An n-type electrode 152 made of AuGe is formed on the entire back surface of the s substrate 51.

【0144】ここで、上記n型GaAs基板51は、上
記第1実施例のp型GaAs基板1と同様、その中央の
直径200μmの円形状領域(溝形成部分)51aに
は、深さ4.3μm、幅6μmのV型溝51a1がスト
ライプ状に複数形成されており、該基板51の、溝形成
部分51a以外の領域は、表面が平坦な平坦部分51b
となっている。上記基板51の平坦部分51bはその表
面の面方位が(100)面となっており、上記V型溝5
1a1の傾斜面の面方位は(111)A面とな ってい
る。
Here, the n-type GaAs substrate 51 has a depth of 4 mm in the circular region (groove forming portion) 51a with a diameter of 200 μm at the center thereof, like the p-type GaAs substrate 1 of the first embodiment. A plurality of V-shaped grooves 51a1 each having a width of 3 μm and a width of 6 μm are formed in a stripe shape, and the region other than the groove forming portion 51a of the substrate 51 has a flat portion 51b having a flat surface.
Has become. The flat portion 51b of the substrate 51 has a surface orientation of (100) plane, and the V-shaped groove 5
The plane orientation of the inclined surface of 1a1 is the (111) A plane.

【0145】また、上記電流経路調整層55の構成材料
は(AlxGa1-x1-yInyP(0≦x≦1,0≦y≦
1)であり、その組成比はx,yはx=0.70、y=
0.50、その層厚は0.7μmとなっている。この電
流経路調整層55にはII族ドーパントとしてZnが、V
族ドーパントとしてSeがドープされている。該電流経
路調整層55の電流ブロック領域55aは、上記基板5
1の溝形成領域51aの真上に位置し、該基板51の溝
51a1の斜面の面方位である(111)A面に基づい
て、ドーパントZnによるp型の導電型を示すキャリア
濃度3×1018cm-3の領域となっている。また、上記
電流経路調整層55の電流通過領域55bは、上記基板
51の平坦部分51b上に位置し、該平坦部分51bの
面方位である(100)面に基づいて、ドーパントSe
によるn型の導電型を示すキャリア濃度3×1018cm
-3の領域となっている。
The constituent material of the current path adjusting layer 55 is (Al x Ga 1-x ) 1-y In y P (0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦
1), the composition ratio of x and y is x = 0.70, y =
0.50, and the layer thickness is 0.7 μm. Zn is used as a group II dopant in the current path adjusting layer 55.
Se is doped as a group dopant. The current blocking region 55a of the current path adjusting layer 55 is the substrate 5
1 just above the groove formation region 51a of the substrate 51, and based on the (111) A plane which is the plane orientation of the slope of the groove 51a1 of the substrate 51, the carrier concentration 3 × 10 showing the p-type conductivity due to the dopant Zn. The area is 18 cm -3 . The current passage region 55b of the current path adjusting layer 55 is located on the flat portion 51b of the substrate 51, and the dopant Se is based on the (100) plane that is the plane orientation of the flat portion 51b.
Carrier concentration showing an n-type conductivity by 3 × 10 18 cm
-3 areas.

【0146】また、上記下クラッド層52,活性層53
及び上クラッド層54はそれぞれ、(AlxGa1-x
1-yInyP(0≦x≦1,0≦y≦1)からなり、この
下クラッド層52及び上クラッド層54では、例えばそ
の組成比x,yがx=0.70,y=0.50、その層
厚が1.0μmとなっており、下クラッド層52のSi
キャリア濃度は5×1017cm-3、上クラッド層54の
Znキャリア濃度は1×1018cm-3となっている。該
活性層53では、例えば組成比x,yはx=0.30、
y=0.50、その層厚は0.50μmとなっている。
The lower clad layer 52 and the active layer 53
And the upper clad layer 54 are (Al x Ga 1 -x ), respectively.
1-y In y P (0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1), and in the lower cladding layer 52 and the upper cladding layer 54, for example, the composition ratios x and y are x = 0.70, y = 0.50, the layer thickness is 1.0 μm, and Si of the lower cladding layer 52 is
The carrier concentration is 5 × 10 17 cm −3 , and the Zn carrier concentration of the upper cladding layer 54 is 1 × 10 18 cm −3 . In the active layer 53, for example, the composition ratio x, y is x = 0.30,
y = 0.50, and the layer thickness is 0.50 μm.

【0147】さらに上記電流拡散層56は、p型Alx
Ga1-xAs(0≦x≦1)からなり、その組成比xが
x=0.70となっており、5μmの層厚を有してい
る。またこのp型電流拡散層56及び上記p型GaAs
コンタクト層57ではそれぞれZnキャリア濃度が3×
1018cm-3となっている。
Further, the current diffusion layer 56 is made of p-type Al x.
It is made of Ga 1-x As (0 ≦ x ≦ 1), its composition ratio x is x = 0.70, and has a layer thickness of 5 μm. The p-type current diffusion layer 56 and the p-type GaAs
In the contact layer 57, the Zn carrier concentration is 3 ×.
It is 10 18 cm -3 .

【0148】次に製造方法について簡単に説明する。Next, the manufacturing method will be briefly described.

【0149】まず、第1の実施例の発光ダイオードの製
造方法と同様に、n型GaAs基板51表面の直径20
0μmの円形領域に、エッチング処理により、斜面の面
方位が例えば(111)A面である深さ4.3μm、幅
6μmの溝51a1を複数ストライプ状に形成する(図
1(b),(c)参照)。
First, similar to the method of manufacturing the light emitting diode of the first embodiment, the diameter 20 of the surface of the n-type GaAs substrate 51 is 20.
A groove 51a1 having a depth of 4.3 μm and a width of 6 μm in which the plane orientation of the slope is, for example, the (111) A plane is formed in a stripe shape in a 0 μm circular region by etching (FIGS. 1B and 1C). )reference).

【0150】次に、該エッチング処理を施した基板1上
にMOCVD法を用いて1回の結晶成長工程により上記
各半導体層55,52〜54,56を形成する。
Next, the semiconductor layers 55, 52 to 54, 56 are formed on the etched substrate 1 by a single crystal growth step using MOCVD.

【0151】すなわち、上記エッチング処理の後、基板
51上に(Al0.7Ga0.30.5In0.5Pを上記電流経
路調整層55として、Zn(II族ドーパント)とSe
(VI族ドーパント)を同時にドープしつつ層厚0.7μ
m程度成長する。この時、該基板51表面の、(11
1)A面が露出する領域,つまり基板51の溝形成部分
51a上には、Znキャリア濃度3×1018cm-3のp
型半導体領域が電流ブロック領域55aとして形成さ
れ、該基板51表面の、(100)面が露出する領域,
つまり基板1の平坦部分1b上には、Seキャリア濃度
3×1018cm-3のn型半導体領域が電流通過領域55
bとして形成される。
That is, after the etching process, (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P is used as the current path adjusting layer 55 on the substrate 51 with Zn (group II dopant) and Se.
Layer thickness 0.7μ while simultaneously doping (VI group dopant)
Grow about m. At this time, (11
1) In a region where the A surface is exposed, that is, on the groove forming portion 51a of the substrate 51, Zn carrier concentration of 3 × 10 18 cm −3 p
The type semiconductor region is formed as the current block region 55a, and the region where the (100) plane is exposed on the surface of the substrate 51,
That is, on the flat portion 1b of the substrate 1, an n-type semiconductor region having a Se carrier concentration of 3 × 10 18 cm −3 is provided as the current passage region 55.
formed as b.

【0152】その後は、該電流経路調整層55上に、
(Al0.7Ga0.30.5In0.5Pの成長を、その導電型
及び層厚を制御して行い、これによりn型下クラッド層
52から電流拡散層56までを成長し、さらにその上に
p型GaAs層を成長する。
After that, on the current path adjusting layer 55,
(Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P is grown by controlling its conductivity type and layer thickness, thereby growing the n-type lower clad layer 52 to the current diffusion layer 56, and further p-type. Grow a GaAs layer.

【0153】次に、該p型GaAs層上にAuZn層を
形成するとともに、n型基板51の裏面側にn型電極と
してのAuGe層152を形成する。その後、上記p型
GaAs層及びその上のAuZn層を、上記基板51の
溝形成部分51aの真上に位置する部分が残るよう選択
的にエッチングして、p型GaAsコンタクト層57及
びp型電極151を形成する。これにより発光ダイオー
ド100dが完成する(図6参照)。
Next, an AuZn layer is formed on the p-type GaAs layer, and an AuGe layer 152 as an n-type electrode is formed on the back surface side of the n-type substrate 51. After that, the p-type GaAs layer and the AuZn layer thereon are selectively etched so that the portion directly above the groove forming portion 51a of the substrate 51 remains, and the p-type GaAs contact layer 57 and the p-type electrode are formed. 151 is formed. As a result, the light emitting diode 100d is completed (see FIG. 6).

【0154】本実施例による半導体発光素子に順方向に
電圧(2V)を印加し電流(20mA)を流したとこ
ろ、ピーク波長584nmの光度が5.4cdを越える
LED光が得られた。
When a voltage (2 V) was applied in the forward direction and a current (20 mA) was applied to the semiconductor light emitting device according to this example, LED light with a peak wavelength of 584 nm and a luminous intensity of more than 5.4 cd was obtained.

【0155】また、(AlxGa1-x1-yInyP活性層
の組成x,yをそれぞれx=0.50、y=0.50と
したところ、ピーク波長555nmの光度が3.3cd
を越える純緑色発光が得られた。
When the compositions x and y of the (Al x Ga 1-x ) 1-y In y P active layer were set to x = 0.50 and y = 0.50, respectively, the luminous intensity at a peak wavelength of 555 nm was 3 .3 cd
A pure green light emission of over 10% was obtained.

【0156】このような構成の本実施例では、第1の実
施例と同様、電流経路調整層及び電流拡散層によりLE
D光の導出効率を向上することができる。また発光ダイ
オードを構成する半導体層を1回の結晶成長工程により
連続して形成できることから、製造工程が簡略化されて
コストダウンや歩留まりの向上を図ることができるとと
もに、結晶成長がエッチング処理等のために中断される
こともなくなって、再成長界面の結晶性の劣化を回避し
て、発光ダイオードの特性や信頼性を高く保持すること
ができる。
In the present embodiment having such a structure, as in the first embodiment, the LE is formed by the current path adjusting layer and the current spreading layer.
The derivation efficiency of D light can be improved. Further, since the semiconductor layer forming the light emitting diode can be continuously formed by one crystal growth step, the manufacturing process can be simplified, the cost can be reduced and the yield can be improved, and the crystal growth can be performed by etching treatment or the like. Therefore, there is no interruption, and deterioration of the crystallinity of the regrowth interface can be avoided, and the characteristics and reliability of the light emitting diode can be kept high.

【0157】さらに本実施例では、発光ダイオードの基
板としてn型のものを用いているため、p型の電流ブロ
ック領域55aとn型の電流通過領域55bからなる電
流経路調整層55を、上記積層構造150下側の基板5
1表面上に配置することができる。このため、電流経路
調整層55を成長する際の下地結晶の面方位がだれるこ
とがなく、該下地結晶の面方位によるp型電流ブロック
領域55aとn型電流通過領域55bとの選択成長を、
各領域でのキャリア濃度を十分大きくして良好に行うこ
とができる。この結果、電流経路調整層55の働きがよ
り効果的なものとなり、活性層55のp型電極151直
下部分以外での発光量が増加し、さらに光の導出効率を
向上させることができる。
Further, in this embodiment, since the n-type substrate is used as the substrate of the light emitting diode, the current path adjusting layer 55 consisting of the p-type current block region 55a and the n-type current passing region 55b is laminated on the above. Substrate 5 under structure 150
It can be placed on one surface. For this reason, the plane orientation of the underlying crystal does not deviate when the current path adjusting layer 55 is grown, and selective growth of the p-type current block region 55a and the n-type current passage region 55b depending on the plane orientation of the underlying crystal is performed. ,
It can be satisfactorily performed by sufficiently increasing the carrier concentration in each region. As a result, the function of the current path adjusting layer 55 becomes more effective, the amount of light emission other than the portion directly below the p-type electrode 151 of the active layer 55 increases, and the light extraction efficiency can be further improved.

【0158】(実施例5)図7は本発明の第5の実施例
による発光ダイオード(半導体発光素子)を説明するた
めの断面図であり、図において、100eは本実施例の
発光ダイオードで、図6と同一符号は第4の実施例の発
光ダイオード100dと同一のものを示し、この発光ダ
イオード100eは、n型GaAs基板51と電流経路
調整層55との間に設けられた第2のn型下クラッド層
52aを有している点で上記第4の実施例の発光ダイオ
ード100dと異なっている。
(Embodiment 5) FIG. 7 is a sectional view for explaining a light emitting diode (semiconductor light emitting device) according to a fifth embodiment of the present invention. In the figure, 100e is the light emitting diode of this embodiment, 6 are the same as those of the light emitting diode 100d of the fourth embodiment, and this light emitting diode 100e is the second n provided between the n-type GaAs substrate 51 and the current path adjusting layer 55. The light emitting diode 100d according to the fourth embodiment is different from the light emitting diode 100d in that the lower mold cladding layer 52a is provided.

【0159】上記第2のn型下クラッド層52aは、活
性層53と電流経路調整層55との間のn型下クラッド
層52と同様、Siキャリア濃度が5×1017cm-3
あるn型(Al0.7Ga0.30.5In0.5P層から構成さ
れており、その層厚は0.5μm程度となっている。
Like the n-type lower clad layer 52 between the active layer 53 and the current path adjusting layer 55, the second n-type lower clad layer 52a has a Si carrier concentration of 5 × 10 17 cm −3 . It is composed of an n-type (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P layer, and its layer thickness is about 0.5 μm.

【0160】本実施例の発光ダイオード100eの製造
方法は、電流経路調整層5を形成する前に、基板51上
に第2のn型下クラッド層52aを形成する点以外は上
記第1の実施例の発光ダイオード100dの製造方法と
同じである。
The method of manufacturing the light emitting diode 100e of this embodiment is the same as the first embodiment except that the second n-type lower cladding layer 52a is formed on the substrate 51 before forming the current path adjusting layer 5. This is the same as the manufacturing method of the example light emitting diode 100d.

【0161】本実施例による半導体発光素子に順方向に
電圧(2V)を印加し電流(20mA)を流したとこ
ろ、ピーク波長584nmの光度が5.8cdを越える
LED光が得られた。
When a voltage (2 V) was applied in the forward direction and a current (20 mA) was applied to the semiconductor light emitting device according to this example, LED light with a peak wavelength of 584 nm and a luminous intensity of more than 5.8 cd was obtained.

【0162】また、(AlxGa1-x1-yInyP活性層
の組成x,yをそれぞれx=0.50、y=0.50と
したところ、ピーク波長555nmの光度が3.5cd
を越える純緑色発光が得られた。
When the compositions x and y of the (Al x Ga 1-x ) 1-y In y P active layer were set to x = 0.50 and y = 0.50, respectively, the luminous intensity at a peak wavelength of 555 nm was 3 .5 cd
A pure green light emission of over 10% was obtained.

【0163】このような構成の本実施例では、n型Ga
As基板51を電流経路調整層55との間に第2のn型
下クラッド層52aを設けているため、電流経路調整層
55と活性層53との間のn型下クラッド層52の層厚
を0.5μm程度に薄くできる。これにより電流経路調
整層55の電流ブロック領域55aにより一旦広がった
電流が、該電流ブロック領域55aの上側に回り込むの
を抑制でき、活性層53のp型電極151直下の部分へ
流れ込む電流を減少させることが可能となる。この結
果、活性層53のp型電極直下部分以外の領域での発光
量が増加し、上記第4の実施例の発光ダイオード100
dに比べてさらに光の導出効率を向上させることができ
る。
In this embodiment having such a structure, n-type Ga is used.
Since the second n-type lower clad layer 52a is provided between the As substrate 51 and the current path adjusting layer 55, the layer thickness of the n-type lower clad layer 52 between the current path adjusting layer 55 and the active layer 53. Can be made as thin as 0.5 μm. As a result, the current once spread by the current block region 55a of the current path adjustment layer 55 can be suppressed from wrapping around the upper side of the current block region 55a, and the current flowing into the portion of the active layer 53 immediately below the p-type electrode 151 can be reduced. It becomes possible. As a result, the amount of light emission in the region other than the portion directly below the p-type electrode of the active layer 53 increases, and the light emitting diode 100 according to the fourth embodiment described above.
The light extraction efficiency can be further improved as compared with d.

【0164】(実施例6)図8は本発明の第6の実施例
による発光ダイオード(半導体発光素子)を説明するた
めの断面図であり、図において、100fは本実施例の
発光ダイオードで、図1と同一符号は第1の実施例の発
光ダイオード100aと同一のものを示し、この発光ダ
イオード100fは、p型GaAs基板1と、ダブルヘ
テロ接合部を有する積層構造110との間に配置され、
活性層3からp型基板1へ向かうLED光を活性層3側
へ反射するp型反射層120を備えており、その他の構
成は、上記第1の実施例の発光ダイオード100aと同
一である。
(Embodiment 6) FIG. 8 is a sectional view for explaining a light emitting diode (semiconductor light emitting element) according to a sixth embodiment of the present invention. In the figure, 100f is the light emitting diode of this embodiment, The same reference numerals as in FIG. 1 denote the same as the light emitting diode 100a of the first embodiment, and the light emitting diode 100f is arranged between the p-type GaAs substrate 1 and the laminated structure 110 having the double hetero junction. ,
The light emitting diode 100a is provided with a p-type reflective layer 120 that reflects the LED light from the active layer 3 toward the p-type substrate 1 to the active layer 3 side, and the other configurations are the same as those of the light emitting diode 100a of the first embodiment.

【0165】上記p型反射層120は、層厚0.01μ
mのGaAs層と層厚0.005μmのAlInP層と
を交互に10対積層してなるもので、その層厚は0.1
5μm程度となっている。
The p-type reflective layer 120 has a layer thickness of 0.01 μm.
m GaAs layers and 0.005 μm thick AlInP layers are alternately laminated in 10 pairs, and the layer thickness is 0.1.
It is about 5 μm.

【0166】本実施例の発光ダイオード100fの製造
方法は、p型下クラッド層2を形成する前に、p型Ga
As基板1上に上記p型反射層120を形成する点以外
は上記第1の実施例の発光ダイオード100aの製造方
法と同じである。
In the method of manufacturing the light emitting diode 100f of this embodiment, the p-type Ga is formed before the p-type lower clad layer 2 is formed.
The manufacturing method of the light emitting diode 100a of the first embodiment is the same as that of the first embodiment except that the p-type reflection layer 120 is formed on the As substrate 1.

【0167】本実施例による半導体発光素子に順方向に
電圧(2V)を印加し電流(20mA)を流したとこ
ろ、ピーク波長585nmの光度が6cdを越えるLE
D光が得られた。
When a voltage (2 V) was applied in the forward direction and a current (20 mA) was applied to the semiconductor light emitting device according to this example, the luminous intensity at a peak wavelength of 585 nm exceeded 6 cd LE.
D light was obtained.

【0168】また、(AlxGa1-x1-yInyP活性層
の組成x,yをそれぞれx=0.50、y=0.50と
したところ、ピーク波長555nmの光度が4cdを越
える純緑色発光が得られた。
When the composition x and y of the (Al x Ga 1-x ) 1-y In y P active layer were set to x = 0.50 and y = 0.50, respectively, the luminous intensity at a peak wavelength of 555 nm was 4 cd. A pure green light emission of over 10% was obtained.

【0169】このような構成の本実施例では、p型基板
1とダブルヘテロ接合部を有する積層構造110との間
に、活性層3からp型基板1へ向かうLED光を活性層
3側へ反射する反射層120を設けているため、活性層
で発光したLED光のうち、基板側に向かう光は、該積
層構造110に比べて屈折率の高いp型GaAs基板1
に吸収されることはなく、第1の実施例の発光ダイオー
ド100aに比べてさらに光の導出効率を向上させるこ
とができる。
In this embodiment having such a structure, LED light traveling from the active layer 3 to the p-type substrate 1 is directed to the active layer 3 side between the p-type substrate 1 and the laminated structure 110 having the double hetero junction. Since the reflective layer 120 that reflects light is provided, the LED light emitted from the active layer, which is directed toward the substrate side, has a higher refractive index than the laminated structure 110.
Therefore, the light extraction efficiency can be further improved as compared with the light emitting diode 100a according to the first embodiment.

【0170】なお、本実施例では反射層120を、Ga
As層とInAlP層を組み合わせて構成したが、該反
射層120を構成する半導体材料の組み合わせはこれに
限るものではなく、活性層3からp型基板1へ向かうL
ED光を活性層3側へ反射するものであれば、他の半導
体材料からなるものでもよいことは言うまでもない。
In this embodiment, the reflective layer 120 is made of Ga.
Although the As layer and the InAlP layer are combined, the combination of the semiconductor materials forming the reflective layer 120 is not limited to this, and the L from the active layer 3 toward the p-type substrate 1 is not limited to this.
Needless to say, any other semiconductor material may be used as long as it reflects ED light to the active layer 3 side.

【0171】(実施例7)図9は本発明の第7の実施例
による発光ダイオード(半導体発光素子)を説明するた
めの断面図であり、図において、100gは本実施例の
発光ダイオードで、この発光ダイオード100gは、第
1の実施例の発光ダイオード100aにおけるAl0.7
Ga0.3As電流拡散層6に代えて、Siキャリア濃度
5×1018cm-3のn型GaP電流拡散層76を用い、
該電流拡散層76上に直にn型電極102を、上記基板
1の溝形成部分1aと対向するよう配置したものであ
る。その他の構成は図1に示す第1の実施例の発光ダイ
オード100aと同一である。
(Embodiment 7) FIG. 9 is a sectional view for explaining a light emitting diode (semiconductor light emitting element) according to a seventh embodiment of the present invention. In the figure, 100 g is the light emitting diode of this embodiment, This light emitting diode 100g is the same as Al 0.7 in the light emitting diode 100a of the first embodiment.
An n-type GaP current diffusion layer 76 having a Si carrier concentration of 5 × 10 18 cm −3 is used in place of the Ga 0.3 As current diffusion layer 6.
The n-type electrode 102 is arranged directly on the current diffusion layer 76 so as to face the groove forming portion 1a of the substrate 1. The other structure is the same as that of the light emitting diode 100a of the first embodiment shown in FIG.

【0172】本実施例の発光ダイオード100gの製造
方法は、電流経路調整層5上には、電流拡散層76とし
てGaPを成長し、その上に直にAuGe層を成長し、
該AuGe層をその基板1の溝形成部分1aと対向する
部分が残るよう選択的にエッチングしてn型電極102
を形成する点が上記第1の実施例の発光ダイオード10
0aの製造方法と異なっている。
In the method of manufacturing the light emitting diode 100g of this embodiment, GaP is grown as the current diffusion layer 76 on the current path adjusting layer 5, and the AuGe layer is grown directly on it.
The AuGe layer is selectively etched so that a portion facing the groove forming portion 1a of the substrate 1 remains, and then the n-type electrode 102 is formed.
The point where the light emitting diode 10 of the first embodiment is formed.
0a is different from the manufacturing method.

【0173】本実施例による半導体発光素子に順方向に
電圧(2V)を印加し電流(20mA)を流したとこ
ろ、ピーク波長585nmの光度が6cdを越える発光
が得られた。
When a voltage (2 V) was applied in the forward direction and a current (20 mA) was applied to the semiconductor light emitting device according to this example, light emission with a peak wavelength of 585 nm exceeding 6 cd was obtained.

【0174】また、(AlxGa1-x1-yInyP活性層
の組成x,yをそれぞれx=0.50、y=0.50と
したところ、ピーク波長555nmの光度4cdを超え
る純緑色発光が得られた。
When the compositions x and y of the (Al x Ga 1-x ) 1-y In y P active layer were set to x = 0.50 and y = 0.50, respectively, a luminous intensity of 4 cd at a peak wavelength of 555 nm was obtained. More than pure green light emission was obtained.

【0175】このような構成の本実施例では、n型電流
拡散層76を、バンドギャップがAl0.7Ga0.3Asよ
り大きいGaPにより構成しているため、n型電流拡散
層6をAl0.7Ga0.3Asにより構成している第1の実
施例1の発光ダイオード100aに比べて、活性層から
の光の電流拡散層での吸収が減少し、より光の導出効率
を向上させ、半導体発光素子の高輝度化を図ることがで
きる。
In the present embodiment having such a structure, the n-type current diffusion layer 76 is composed of GaP having a bandgap larger than Al 0.7 Ga 0.3 As. Therefore, the n-type current diffusion layer 6 is composed of Al 0.7 Ga 0.3 As. Compared with the light emitting diode 100a of the first embodiment 1 made of As, the absorption of light from the active layer in the current diffusion layer is reduced, the light extraction efficiency is further improved, and the high performance of the semiconductor light emitting device is achieved. Brightness can be achieved.

【0176】また、GaP電流拡散層76上には直接n
型電極(AuGe)を設けることができるため、コンタ
クト層が不要となり工程も少なくできる。
Further, n is directly formed on the GaP current diffusion layer 76.
Since the mold electrode (AuGe) can be provided, the contact layer is unnecessary and the number of steps can be reduced.

【0177】(実施例8)図10は本発明の第8の実施
例による発光ダイオードを説明するための図であり、図
10(a)は該発光ダイオードの構造を示す断面図、図
10(b)は、発光ダイオードを構成する基板の構造を
示す断面図である。
(Embodiment 8) FIG. 10 is a view for explaining an LED according to an eighth embodiment of the present invention, and FIG. 10A is a sectional view showing the structure of the LED, FIG. b) is a cross-sectional view showing a structure of a substrate forming the light emitting diode.

【0178】図において、100hは本実施例の発光ダ
イオードで、そのn型GaAs基板31上には、その表
面上にn型下クラッド層32,活性層33及びp型上ク
ラッド層34を順次成長してなる、ダブルヘテロ接合部
を有する積層構造130が配設されている。そして本実
施例では、この積層構造130のp型クラッド層34上
には、電流をブロックするp型半導体領域(電流ブロッ
ク領域)35aと、電流を通過させるn型半導体領域
(電流通過領域)35bとからなる電流経路調整層35
が設けられており、さらに該電流経路調整層35上に第
2のp型上クラッド層34aが配置されている。このp
型上クラッド層34a上にはp型GaAsコンタクト層
37が、上記電流経路調整層35の電流ブロック領域3
5aの真上に位置するよう設けられ、該コンタクト層3
7上には、AuZnからなるp型電極131が配置され
ている。また上記n型GaAs基板31の裏面側には全
面に、AuGeからなるn型電極132が形成されてい
る。
In the figure, reference numeral 100h denotes a light emitting diode of this embodiment, on which an n-type lower clad layer 32, an active layer 33 and a p-type upper clad layer 34 are sequentially grown on an n-type GaAs substrate 31. A laminated structure 130 having a double heterojunction is formed. In this embodiment, on the p-type cladding layer 34 of the laminated structure 130, a p-type semiconductor region (current blocking region) 35a that blocks current and an n-type semiconductor region (current passing region) 35b that allows current to pass therethrough. Current path adjusting layer 35 consisting of
And a second p-type upper cladding layer 34a is disposed on the current path adjusting layer 35. This p
A p-type GaAs contact layer 37 is formed on the upper mold cladding layer 34 a, and the current blocking region 3 of the current path adjusting layer 35 is formed.
The contact layer 3 is provided right above the contact layer 3a.
A p-type electrode 131 made of AuZn is arranged on the surface 7. An n-type electrode 132 made of AuGe is formed on the entire back surface of the n-type GaAs substrate 31.

【0179】ここで、上記n型GaAs基板31は、そ
の中央の直径200μmの円形状領域31aは表面が平
坦な平坦部分となっており、該基板表面の平坦部分31
a以外の領域は、深さ2.3μm、幅10μmのV型溝
31b1がストライプ状に複数形成された溝形成部分3
1bとなっている。上記基板31の平坦部分31aはそ
の表面の面方位が(100)面となっており、上記V型
溝31b1の傾斜面の面方位は(311)A面となって
いる。
Here, in the n-type GaAs substrate 31, the circular region 31a having a diameter of 200 μm at the center is a flat portion having a flat surface, and the flat portion 31 of the substrate surface is formed.
The region other than a has a groove forming portion 3 in which a plurality of V-shaped grooves 31b1 having a depth of 2.3 μm and a width of 10 μm are formed in stripes.
1b. The flat surface 31a of the substrate 31 has a surface orientation of (100) surface, and the inclined surface of the V-shaped groove 31b1 has a surface orientation of (311) A surface.

【0180】また、上記下クラッド層32,活性層33
及び上クラッド層34はそれぞれ、(AlxGa1-x
1-yInyP(0≦x≦1,0≦y≦1)からなり、この
下クラッド層32及び上クラッド層34では、例えばそ
の組成比x,yがx=0.70,y=0.50、その層
厚が1.0μmとなっており、下クラッド層32のSi
キャリア濃度は1×1018cm-3、上クラッド層34の
Znキャリア濃度は1×1018cm-3となっている。該
活性層33では、例えば組成比x,yはx=0.30、
y=0.50、その層厚は0.50μmとなっている。
Further, the lower clad layer 32 and the active layer 33 are formed.
And the upper clad layer 34 are (Al x Ga 1 -x )
1-y In y P (0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1), and in the lower cladding layer 32 and the upper cladding layer 34, for example, the composition ratios x and y are x = 0.70, y = 0.50, the layer thickness is 1.0 μm, and Si of the lower cladding layer 32 is
The carrier concentration is 1 × 10 18 cm −3 , and the Zn carrier concentration of the upper cladding layer 34 is 1 × 10 18 cm −3 . In the active layer 33, for example, the composition ratio x, y is x = 0.30,
y = 0.50, and the layer thickness is 0.50 μm.

【0181】また、上記電流経路調整層35の構成材料
も(AlxGa1-x1-yInyP(0≦x≦1,0≦y≦
1)であり、その組成比はx,yはx=0.70、y=
0.50、その層厚は0.7μmとなっている。この電
流経路調整層35にはII族ドーパントとしてZnが、V
族ドーパントとしてSeがドープされている。該電流経
路調整層35の電流ブロック領域35aは、上記基板3
1の平坦部分31aの真上に位置し、該平坦部分の31
aの面方位である(100)面に基づいて、ドーパント
Seによるn型の導電型を示すキャリア濃度3×1018
cm-3の領域となっている。また、上記電流経路調整層
35の電流通過領域35bは、上記基板31の溝形成部
分31bの上側に位置し、該基板31の溝31b1の斜
面の面方位である(311)A面に基づいて、ドーパン
トZnによるp型の導電型を示すキャリア濃度3×10
18cm-3の領域となっている。
The constituent material of the current path adjusting layer 35 is also (Al x Ga 1-x ) 1-y In y P (0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦
1), the composition ratio of x and y is x = 0.70, y =
0.50, and the layer thickness is 0.7 μm. Zn is used as a group II dopant in the current path adjusting layer 35.
Se is doped as a group dopant. The current blocking region 35a of the current path adjusting layer 35 is formed on the substrate 3
1 located directly above the flat portion 31a of the first flat portion 31a.
Based on the (100) plane, which is the plane orientation of a, the carrier concentration showing the n-type conductivity type by the dopant Se is 3 × 10 18.
The area is cm -3 . The current passage region 35b of the current path adjusting layer 35 is located above the groove forming portion 31b of the substrate 31, and is based on the (311) A plane which is the plane orientation of the slope of the groove 31b1 of the substrate 31. , Carrier concentration 3 × 10 showing p-type conductivity due to dopant Zn
The area is 18 cm -3 .

【0182】さらに上記第2の上クラッド層34aは、
上記電流経路調整層35と活性層33との間の上クラッ
ド層34と同様、Znキャリア濃度が1×1018cm-3
であるp型(Al0.7Ga0.30.5In0.5P層からな
り、その層厚は1μm程度となている。また上記p型G
aAsコンタクト層37では、Znキャリア濃度が1×
1018cm-3、層厚が1μmとなっている。
Further, the second upper clad layer 34a is
Like the upper cladding layer 34 between the current path adjusting layer 35 and the active layer 33, the Zn carrier concentration is 1 × 10 18 cm −3.
Is a p-type (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P layer, and the layer thickness is about 1 μm. Also, the p-type G
In the aAs contact layer 37, the Zn carrier concentration is 1 ×
It is 10 18 cm −3 and the layer thickness is 1 μm.

【0183】次に製造方法について説明する。Next, the manufacturing method will be described.

【0184】まず、n型GaAs基板31の表面に、そ
の直径200μmの円形領域31aを除いてエッチング
処理を施して、斜面の面方位が例えば(311)A面で
ある深さ2.3μm、幅10μmの溝31b1を複数ス
トライプ状に形成する(図10(b)参照)。
First, the surface of the n-type GaAs substrate 31 is etched except for the circular region 31a having a diameter of 200 μm, and the plane orientation of the slope is, for example, the (311) A plane, the depth is 2.3 μm, and the width is 2.3 μm. A plurality of 10 μm grooves 31b1 are formed in stripes (see FIG. 10B).

【0185】次に、該エッチング処理を施した基板31
上にMOCVD法を用いて1回の結晶成長工程により上
記各半導体層32〜35,34a,37を形成する。
Next, the substrate 31 subjected to the etching treatment
Each of the semiconductor layers 32 to 35, 34a and 37 is formed on the upper surface by a single crystal growth process using the MOCVD method.

【0186】すなわち、上記エッチング処理の後、基板
31上にn型(Al0.7Ga0.30. 5In0.5Pをn型下
クラッド層32として、Siキャリア濃度が1×1018
cm-3となるよう厚さ1.0μm程度に成長する。続い
て、(Al0.3Ga0.70.5In0.5Pを活性層33とし
て0.50μm程度の厚さに形成し、さらにその上にp
型(Al0.7Ga0.30.5In0.5Pをp型上クラッド層
34として、Znキャリア濃度が1×1018cm-3とな
るよう層厚1μm程度に成長する。この時、上記基板3
1の表面形状は概ねその上に成長される半導体層に受け
継がれることとなり、上記p型上クラッド層34の表面
の、上記基板31の溝形成部分31bに対応する領域に
は、斜面の面方位が(311)A面である溝が複数形成
されており、また該クラッド層34の表面の、基板31
の平坦部分31aに対応する領域は、その面方位が(1
00)面である平坦な領域となっている。
[0186] That is, after the etching process, the n-type (Al 0.7 Ga 0.3) 0. 5 In 0.5 P a n-type lower cladding layer 32 on the substrate 31, Si carrier concentration of 1 × 10 18
It grows to a thickness of about 1.0 μm so that it becomes cm −3 . Subsequently, (Al 0.3 Ga 0.7 ) 0.5 In 0.5 P is formed as the active layer 33 to a thickness of about 0.50 μm, and p is further formed thereon.
Type (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P is grown as a p-type upper cladding layer 34 with a layer thickness of about 1 μm so that the Zn carrier concentration is 1 × 10 18 cm −3 . At this time, the substrate 3
The surface shape of No. 1 is substantially inherited by the semiconductor layer grown thereon, and in the region corresponding to the groove forming portion 31b of the substrate 31 on the surface of the p-type upper cladding layer 34, the plane orientation of the inclined surface is Is a (311) A plane, and a plurality of grooves are formed on the surface of the clad layer 34 on the substrate 31.
The area corresponding to the flat portion 31a of the
It is a flat region which is the (00) plane.

【0187】そして、さらにこのようなp型クラッド層
34の表面上に、(Al0.7Ga0.30.5In0.5Pを上
記電流経路調整層35として、Zn(II族ドーパント)
とSe(VI族ドーパント)を同時にドープしつつ層厚
0.7μm程度成長する。
Further, (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P was used as the current path adjusting layer 35 on the surface of the p-type cladding layer 34 as described above, and Zn (group II dopant) was used.
And Se (VI group dopant) are simultaneously doped to grow a layer thickness of about 0.7 μm.

【0188】このとき、上記第1の実施例で説明したよ
うに、該クラッド層34表面の、(311)A面が露出
する領域,つまり基板31の溝形成部分31bに対応す
る領域では、キャリア濃度3×1018cm-3のp型半導
体領域が電流通過領域35bとして形成され、該クラッ
ド層34表面の、(100)面が露出する領域,つまり
基板31の平坦部分31aに対応する領域では、キャリ
ア濃度3×1018cm-3のn型半導体領域が電流ブロッ
ク領域35aとして形成される。
At this time, as described in the first embodiment, in the region where the (311) A plane is exposed on the surface of the cladding layer 34, that is, in the region corresponding to the groove forming portion 31b of the substrate 31, the carrier is removed. A p-type semiconductor region having a concentration of 3 × 10 18 cm −3 is formed as the current passage region 35b, and in the region of the surface of the cladding layer 34 where the (100) plane is exposed, that is, in the region corresponding to the flat portion 31a of the substrate 31. , An n-type semiconductor region having a carrier concentration of 3 × 10 18 cm −3 is formed as the current block region 35a.

【0189】引き続き、該電流経路調整層35上にp型
(Al0.7Ga0.30.5In0.5Pを第2のp型上クラッ
ド層34aとして、Znキャリア濃度が1×1018cm
-3となるよう厚さ1μm程度に成長し、さらにp型Ga
As層を厚さ1μm程度にZnキャリア濃度が3×10
18cm-3となるよう成長する。
Subsequently, p-type (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P is used as the second p-type upper cladding layer 34a on the current path adjusting layer 35, and the Zn carrier concentration is 1 × 10 18 cm 2.
To a thickness of -3, and grows to a thickness of about 1 μm.
The Zn carrier concentration is 3 × 10 when the As layer has a thickness of about 1 μm.
Grow to 18 cm -3 .

【0190】次に、上記p型GaAs層上にAuZn層
を形成するとともに、n型基板31の裏面側にn型電極
としてのAuGe層132を形成する。その後、上記p
型GaAs層及びAuZn層を、上記基板31の平坦部
分31aの真上に位置する円形状部分が残るよう選択的
にエッチングして、p型GaAsコンタクト層37及び
p型電極131を形成する。これにより発光ダイオード
100hが完成される(図10(a)参照)。
Next, an AuZn layer is formed on the p-type GaAs layer, and an AuGe layer 132 as an n-type electrode is formed on the back surface side of the n-type substrate 31. After that, p
The p-type GaAs contact layer 37 and the p-type electrode 131 are formed by selectively etching the type GaAs layer and the AuZn layer so that the circular portion located right above the flat portion 31a of the substrate 31 remains. As a result, the light emitting diode 100h is completed (see FIG. 10A).

【0191】本実施例による半導体発光素子に順方向に
電圧(2V)を印加し電流(20mA)を流したとこ
ろ、ピーク波長585nmの光度が4cdを越えるLE
D光が得られた。
When a voltage (2 V) was applied in the forward direction and a current (20 mA) was applied to the semiconductor light emitting device according to this example, the luminous intensity at a peak wavelength of 585 nm was LE exceeding 4 cd.
D light was obtained.

【0192】また、(AlxGa1-x1-yInyP活性層
の組成x,yをそれぞれx=0.50、y=0.50と
したところ、ピーク波長555nmの光度が2cdを越
える純緑色発光が得られた。
When the compositions x and y of the (Al x Ga 1-x ) 1-y In y P active layer were set to x = 0.50 and y = 0.50, respectively, the luminous intensity at a peak wavelength of 555 nm was 2 cd. A pure green light emission of over 10% was obtained.

【0193】本実施例の半導体発光素子100hでは、
n型GaAs基板31上の、活性層33を含む積層構造
130上に、電流ブロック領域35aと電流通過領域3
5bとからなる電流経路調整層35を形成し、該電流経
路調整層35上に第2のp型上クラッド層34a及びp
型コンタクト層37を介してp型電極131を、これが
上記電流ブロック領域35aの真上に位置するよう配置
したので、活性層33とp型電極131との間では電流
経路調整層35の電流ブロック領域35aにより、活性
層33の、p型電極131直下の部分には電流が流れに
くくなる。これにより活性層33における発光領域が、
そのp型電極直下部分を避けるようその周辺部分に広が
ることとなり、活性層33で発生したLED光は、発光
ダイオード表面のp型電極131が配置されていない領
域から効率よく取り出されることとなる。
In the semiconductor light emitting device 100h of this embodiment,
The current block region 35a and the current passage region 3 are formed on the laminated structure 130 including the active layer 33 on the n-type GaAs substrate 31.
5b is formed, and the second p-type upper cladding layers 34a and p are formed on the current path adjustment layer 35.
Since the p-type electrode 131 is arranged so as to be located right above the current block region 35a via the type contact layer 37, the current block of the current path adjusting layer 35 is provided between the active layer 33 and the p-type electrode 131. Due to the region 35a, it becomes difficult for current to flow in the portion of the active layer 33 immediately below the p-type electrode 131. As a result, the light emitting region in the active layer 33 is
The LED light generated in the active layer 33 will be efficiently extracted from the region on the surface of the light emitting diode where the p-type electrode 131 is not arranged, so as to spread to the peripheral portion so as to avoid the portion directly below the p-type electrode.

【0194】また、電流経路調整層35及び第2のp型
上クラッド層34a等は(Al0.7Ga0.30.5In0.5
Pから構成されているため、(Al0.3Ga0.70.5
0.5Pからなる活性層33よりバンドギャップが広
く、このため、活性層33からのLED光が上記電流経
路調整層35や第2の上クラッド層34aで吸収される
ことはない。これにより、光の導出効率をより向上させ
て、発光ダイオード100hの高輝度化を図ることがで
きる。
Further, the current path adjusting layer 35, the second p-type upper cladding layer 34a, etc. are (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5
Since it is composed of P, (Al 0.3 Ga 0.7 ) 0.5 I
The bandgap is wider than that of the active layer 33 made of n 0.5 P. Therefore, the LED light from the active layer 33 is not absorbed by the current path adjusting layer 35 or the second upper cladding layer 34a. As a result, the light extraction efficiency can be further improved and the brightness of the light emitting diode 100h can be increased.

【0195】また、本実施例では、n型GaAs基板3
1の(100)面に、所定の円形状領域を除いて(31
1)A面が露出するよう選択的にエッチングを施して、
溝31b1をストライプ状に複数形成しているため、該
基板31上に形成した、活性層33を含む積層構造13
0の表面,つまり上クラッド層34の表面には、上記基
板の溝形成部分31bに露出する(311)A面、及び
平坦部分31aの(100)面の面方位がそれぞれ現れ
ることとなる。
Further, in this embodiment, the n-type GaAs substrate 3 is used.
On the (100) plane of No. 1 except the predetermined circular area (31
1) Selective etching is performed to expose surface A,
Since the plurality of grooves 31b1 are formed in stripes, the laminated structure 13 including the active layer 33 formed on the substrate 31 is formed.
On the surface of 0, that is, the surface of the upper cladding layer 34, the plane orientations of the (311) A plane exposed in the groove forming portion 31b of the substrate and the (100) plane of the flat portion 31a appear.

【0196】また、素子表面の、電流経路調整層35の
電流通過領域35bに対応する領域は、基板31の溝形
成領域31bの表面形状が反映されて凸凹形状になって
いるため、活性層33の、上記電流通過領域35直下の
領域である発光領域から素子表面に臨界角以上で入射す
るLED光の割合が減少し、素子表面からの光の取り出
し効率が向上する。また上記活性層33の発光領域も凸
凹形状になっているため、発光領域が平坦である場合に
比べて発光面積が増大することとなり、光の導出効率が
増加する。
Further, the region of the device surface corresponding to the current passage region 35b of the current path adjusting layer 35 is uneven because the surface shape of the groove forming region 31b of the substrate 31 is reflected, so that the active layer 33 is formed. The ratio of the LED light that enters the device surface at a critical angle or more from the light emitting region, which is a region immediately below the current passage region 35, is reduced, and the light extraction efficiency from the device surface is improved. Further, since the light emitting region of the active layer 33 is also uneven, the light emitting area is increased as compared with the case where the light emitting region is flat, and the light extraction efficiency is increased.

【0197】さらに、基板31の溝形成部分31bで
は、その溝31b1の斜面に(311)A面が現れるた
め、この部分31b上にAlGaInP混晶半導体系材
料を成長しても自然超格子が形成されることはなく、ま
た本実施例では、該溝形成部分31b上に電流経路調整
層35の電流通過領域35bが位置する。このため活性
層33としてAlGaInP混晶半導体系材をMOCV
D法により成長しても、該活性層の、上記電流通過領域
35bに対応した発光領域では、自然超格子が形成され
ることはなく、自然超格子によるLED光の長波長化を
回避することができる。このため、設定波長のLED光
が得られるようAlの組成比を増加する必要がなくな
り、高輝度で、信頼性の高い発光ダイオードを得ること
ができる。
Furthermore, in the groove forming portion 31b of the substrate 31, since the (311) A plane appears on the slope of the groove 31b1, a natural superlattice is formed even if an AlGaInP mixed crystal semiconductor material is grown on this portion 31b. In this embodiment, the current passage region 35b of the current path adjusting layer 35 is located on the groove forming portion 31b. Therefore, as the active layer 33, an AlGaInP mixed crystal semiconductor material is MOCV
Even if grown by the D method, the natural superlattice is not formed in the light emitting region of the active layer corresponding to the current passage region 35b, and the natural superlattice avoids the lengthening of the LED light. You can Therefore, it is not necessary to increase the Al composition ratio so that LED light having a set wavelength can be obtained, and a light emitting diode having high brightness and high reliability can be obtained.

【0198】しかも本実施例では、該クラッド層34上
に、ドーパントZn及びSeをドープしつつAlGaI
nPを成長しているので、その(100)面上にはSe
によるn型導電性を有する電流ブロック領域35aが形
成され、(311)A面上にはZnによるp型導電性を
有する電流通過領域35bが形成される。このため電流
ブロック領域35aを有する電流経路調整層35を形成
する工程で、結晶成長処理が中断されることなく、n型
下クラッド層34からn型コンタクト層37までを1回
のMOCVD工程にて成長することができ、製造コスト
を低減するとともに、歩留まりを大幅に向上することが
できる。
Moreover, in the present embodiment, AlGaI is doped on the clad layer 34 while being doped with the dopants Zn and Se.
Since nP is growing, Se is on the (100) plane.
A current block region 35a having n-type conductivity is formed, and a current passage region 35b having p-type conductivity is formed of Zn on the (311) A plane. Therefore, in the step of forming the current path adjusting layer 35 having the current block region 35a, the n-type lower cladding layer 34 to the n-type contact layer 37 can be formed by one MOCVD step without interrupting the crystal growth process. It is possible to grow, the manufacturing cost can be reduced, and the yield can be significantly improved.

【0199】加えて、発光ダイオードを構成する半導体
積層構造における再成長界面での結晶性により特性や信
頼性か劣化するのを回避することができる。
In addition, it is possible to avoid the deterioration of the characteristics and reliability due to the crystallinity at the regrowth interface in the semiconductor laminated structure forming the light emitting diode.

【0200】さらには本実施例では、上記第1ないし第
7の実施例とは異なり、素子表面の、電極が配置されて
いる部分は平坦になっているため、該p型電極131の
表面は平坦になり、該p型電極131とこれにボンディ
ングされるワイヤとの接着性を、その密着強度が強く良
好なものとできる。
Further, in the present embodiment, unlike the first to seventh embodiments, the portion of the element surface where the electrodes are arranged is flat, so that the surface of the p-type electrode 131 is It becomes flat, and the adhesion between the p-type electrode 131 and the wire bonded to the p-type electrode 131 can be made good with strong adhesion strength.

【0201】(実施例9)図11は本発明の第9の実施
例による発光ダイオード(半導体発光素子)を説明する
ための断面図であり、図において、100iは本実施例
の発光ダイオードで、この発光ダイオード100iは上
記第8の実施例の発光ダイオード100hにおける第2
のp型上クラッド層34aに代えて、p型電流拡散層1
56を備えたものである。該p型電流拡散層156はA
0.7Ga0.3Asからなり、そのZnキャリア濃度は5
×1018cm-3、層厚は5μmとなっている。またここ
では、該電流拡散層156上に配置されているp型Ga
Asコンタクト層37のZnキャリア濃度は5×1018
cm-3となっている。
(Embodiment 9) FIG. 11 is a sectional view for explaining a light emitting diode (semiconductor light emitting element) according to a ninth embodiment of the present invention, in which 100i is the light emitting diode of the present embodiment. This light emitting diode 100i corresponds to the second light emitting diode 100h of the eighth embodiment.
In place of the p-type upper cladding layer 34a, the p-type current spreading layer 1
It is equipped with 56. The p-type current diffusion layer 156 is A
1 0.7 Ga 0.3 As and has a Zn carrier concentration of 5
The layer thickness is × 10 18 cm -3 and 5 μm. Further, here, the p-type Ga arranged on the current diffusion layer 156 is used.
The Zn carrier concentration of the As contact layer 37 is 5 × 10 18.
It is cm -3 .

【0202】その他の構成は、上記第8の実施例の発光
ダイオード100hと同一である。本実施例の発光ダイ
オード100iの製造方法では、電流経路調整層35を
形成した後、その上に第2のp型(Al0.7Ga0.3
0.5In0.5P上クラッド層34aではなく、p型Al
0.7Ga0.3As電流拡散層156を形成する。その他の
工程は上記第8の実施例の発光ダイオード100hの製
造方法と同じである。
The other structure is the same as that of the light emitting diode 100h of the eighth embodiment. In the method for manufacturing the light emitting diode 100i of this embodiment, after the current path adjusting layer 35 is formed, the second p-type (Al 0.7 Ga 0.3 ) layer is formed thereon.
0.5 In 0.5 P, not the upper cladding layer 34a, but p-type Al
A 0.7 Ga 0.3 As current diffusion layer 156 is formed. The other steps are the same as the manufacturing method of the light emitting diode 100h of the eighth embodiment.

【0203】本実施例による半導体発光素子に順方向に
電圧(2V)を印加し電流(20mA)を流したとこ
ろ、ピーク波長585nmの光度が5cdを越えるLE
D光が得られた。
When a voltage (2 V) was applied in the forward direction and a current (20 mA) was applied to the semiconductor light emitting device according to this example, the luminous intensity at a peak wavelength of 585 nm was LE exceeding 5 cd.
D light was obtained.

【0204】また、(AlxGa1-x1-yInyP活性層
の組成x,yをそれぞれx=0.50、y=0.50と
したところ、ピーク波長555nmの光度が2.5cd
を越える純緑色発光が得られた。
When the composition x and y of the (Al x Ga 1-x ) 1-y In y P active layer were set to x = 0.50 and y = 0.50, respectively, the luminous intensity at a peak wavelength of 555 nm was 2 .5 cd
A pure green light emission of over 10% was obtained.

【0205】このような構成の本実施例では、電流経路
調整層35上にp型電流拡散層156を設けているた
め、該p型電流拡散層156によっても電流を広げるこ
とができ、活性層33の、p型電極131に対応する部
分以外のより広域での発光が可能となる。これにより光
の導出効率を向上させ、半導体発光素子の高輝度化を図
ることができる。
In this embodiment having such a structure, since the p-type current diffusion layer 156 is provided on the current path adjusting layer 35, the current can be spread also by the p-type current diffusion layer 156, and the active layer It is possible to emit light in a wider area than 33 except the portion corresponding to the p-type electrode 131. As a result, the light extraction efficiency can be improved and the brightness of the semiconductor light emitting device can be increased.

【0206】また、上記Al0.7Ga0.3As電流拡散層
156は(Al0.3Ga0.70.5In0.5活性層33より
もバンドギャップが広くなっているため、活性層からの
光が電流拡散層156で吸収されるのを回避でき、さら
なる光の導出効率の向上、及び半導体発光素子の高輝度
化を図ることができる。
Since the Al 0.7 Ga 0.3 As current diffusion layer 156 has a wider bandgap than the (Al 0.3 Ga 0.7 ) 0.5 In 0.5 active layer 33, light from the active layer is transmitted through the current diffusion layer 156. It is possible to avoid absorption, further improve the light extraction efficiency, and increase the brightness of the semiconductor light emitting device.

【0207】(実施例10)図12は本発明の第10の
実施例による発光ダイオード(半導体発光素子)を説明
するための断面図であり、図において、100jは本実
施例の発光ダイオードで、この発光ダイオード100j
では、第9実施例における電流拡散層156を、その内
部に形成された第2の電流経路調整層135を有する電
流拡散層136としており、該第2の電流経路調整層1
35は、上記第9の実施例における電流経路調整層35
と同様、p型電極131の直下に位置する電流ブロック
領域135aと、該電流ブロック領域135aの周囲に
位置する電流通過領域135bとから構成されている。
またここでは、n型GaAs基板31の溝形成部分31
bに形成した溝31b1の斜面の面方位は(111)A
面としている。
(Embodiment 10) FIG. 12 is a sectional view for explaining a light emitting diode (semiconductor light emitting element) according to a tenth embodiment of the present invention. In the figure, 100j is the light emitting diode of this embodiment, This light emitting diode 100j
Then, the current diffusion layer 156 in the ninth embodiment is used as the current diffusion layer 136 having the second current path adjustment layer 135 formed therein, and the second current path adjustment layer 1 is formed.
35 is the current path adjusting layer 35 in the ninth embodiment.
Similarly to the above, the current block region 135a is located immediately below the p-type electrode 131, and the current passage region 135b is located around the current block region 135a.
Further, here, the groove forming portion 31 of the n-type GaAs substrate 31 is formed.
The plane orientation of the slope of the groove 31b1 formed in b is (111) A
It's a face.

【0208】該第2の電流経路調整層135も、Zn及
びSeをドープした(Al0.7Ga0 .30.5In0.5P層
からなり、該電流経路調整層135の電流通過領域13
5bは、上記基板31の溝形成部分31bの上方に位置
し、該基板31の溝31b1の斜面の面方位である(1
11)A面に基づいて、ドーパントZnによるp型の導
電型を示すキャリア濃度3×1018cm-3の領域となっ
ている。また、上記電流経路調整層135の電流ブロッ
ク領域135aは、上記基板31の平坦部分31aの真
上に位置し、該平坦部分の31aの面方位である(10
0)面に基づいて、ドーパントSeによるn型の導電型
を示すキャリア濃度3×1018cm-3の領域となってい
る。
[0208] the second current path adjusting layer 135 is also made of doped Zn and Se (Al 0.7 Ga 0 .3) 0.5 In 0.5 P layer, the current passing through region 13 of the current path adjusting layer 135
5b is located above the groove forming portion 31b of the substrate 31 and is the plane orientation of the slope of the groove 31b1 of the substrate 31 (1
11) Based on the A-plane, the region has a carrier concentration of 3 × 10 18 cm −3 that exhibits p-type conductivity due to the dopant Zn. The current blocking region 135a of the current path adjusting layer 135 is located right above the flat portion 31a of the substrate 31 and has the plane orientation of the flat portion 31a (10).
Based on the (0) plane, the region has a carrier concentration of 3 × 10 18 cm −3 , which exhibits an n-type conductivity due to the dopant Se.

【0209】なお、136a及び136bはそれぞれ上
記電流拡散層136の、第2の電流経路調整層135の
下側の部分、及び上側の部分であり、該電流拡散層13
6の下側部分136aの層厚は2.5μm、その上側部
分136bの層厚は2.5μmとなっている。
Reference numerals 136a and 136b are the lower and upper parts of the second current path adjusting layer 135 of the current spreading layer 136, respectively.
The layer thickness of the lower portion 136a of the No. 6 is 2.5 μm, and the layer thickness of the upper portion 136b thereof is 2.5 μm.

【0210】また、本実施例の発光ダイオード100j
の製造方法は、電流拡散層136を成長する途中で、第
2の電流経路調整層135を形成する点以外は上記第9
の実施例の発光ダイオード100iの製造方法と同じで
ある。
In addition, the light emitting diode 100j of the present embodiment.
In the manufacturing method of No. 9, except that the second current path adjusting layer 135 is formed during the growth of the current diffusion layer 136,
This is the same as the method for manufacturing the light emitting diode 100i according to the embodiment.

【0211】本実施例による半導体発光素子に順方向に
電圧(2V)を印加し電流(20mA)を流したとこ
ろ、ピーク波長585nmの光度が6cdを越えるLE
D光が得られた。
When a voltage (2 V) was applied in the forward direction and a current (20 mA) was applied to the semiconductor light emitting device according to this example, the luminous intensity at a peak wavelength of 585 nm was LE exceeding 6 cd.
D light was obtained.

【0212】また、(AlxGa1-x1-yInyP活性層
の組成x,yをそれぞれx=0.50、y=0.50と
したところ、ピーク波長555nmの光度が3cdを越
える純緑色発光が得られた。
When the composition x and y of the (Al x Ga 1-x ) 1-y In y P active layer were set to x = 0.50 and y = 0.50, respectively, the luminous intensity at a peak wavelength of 555 nm was 3 cd. A pure green light emission of over 10% was obtained.

【0213】このような構成の本実施例では、p型上ク
ラッド層34とp型電流拡散層136との間に設けられ
た電流経路調整層35に加えて、p型電流拡散層136
の内部に形成された第2の電流経路調整層135を備え
たので、p型電極131と活性層33との間を流れる電
流は、電流経路調整層35と第2の電流経路調整層13
5の電流ブロック領域35a及び135aの2箇所でブ
ロックされて、活性層33のp型電極直下の領域の外側
に広がることとなり、活性層33に流れ込む電流をより
一層広い範囲に拡散させることができる。これにより活
性層33のp型電極直下部分及びその近傍での発光量が
減少して、その減少した分、活性層33のp型電極直下
部分から離れた部分での発光量が増加し、光の導出効率
を向上させることができる。
In this embodiment having such a structure, in addition to the current path adjusting layer 35 provided between the p-type upper cladding layer 34 and the p-type current diffusion layer 136, the p-type current diffusion layer 136 is also provided.
Since the second current path adjusting layer 135 formed inside is included, the current flowing between the p-type electrode 131 and the active layer 33 is the same as the current path adjusting layer 35 and the second current path adjusting layer 13.
The current blocking regions 35a and 135a of No. 5 are blocked and spread outside the region immediately below the p-type electrode of the active layer 33, so that the current flowing into the active layer 33 can be diffused to a wider range. . As a result, the amount of light emission in the portion directly below the p-type electrode of the active layer 33 and in the vicinity thereof decreases, and the amount of light emission in the portion apart from the portion directly below the p-type electrode of the active layer 33 increases, and the amount of light emission increases. The derivation efficiency of can be improved.

【0214】また、本実施例の発光ダイオードの製造方
法では、該発光ダイオードを構成する複数の半導体層を
1回のMOCVD成長工程により成長するため、該半導
体層の成長中に再成長が行われることはない。このため
3つ以上の電流経路調整層を有する発光ダイオードを容
易に実現でき、この際、電流経路調整層は活性層33の
上側ならばどの部分に設けてもよい。
In the method of manufacturing a light emitting diode of this embodiment, since a plurality of semiconductor layers forming the light emitting diode are grown by one MOCVD growth step, re-growth is performed during the growth of the semiconductor layer. There is no such thing. Therefore, a light emitting diode having three or more current path adjusting layers can be easily realized. At this time, the current path adjusting layer may be provided in any portion above the active layer 33.

【0215】(実施例11)図13は本発明の第11の
実施例による発光ダイオード(半導体発光素子)を説明
するための断面図であり、図14は該発光ダイオードの
製造工程の一部を説明するための図であり、図14
(a)は該発光ダイオードの基板の断面図、図14
(b)は該基板上に電流経路調整層を形成した状態を示
す断面図である。図において、100kは本実施例の発
光ダイオードで、この発光ダイオード100kでは基板
としてp型GaAs基板71を用いており、このp型G
aAs基板71上に、電流をブロックするn型半導体領
域(電流ブロック領域)75a,75b2,75b3と、
電流を通過させるp型半導体領域(電流通過領域)75
b1とからなる電流経路調整層75が設けられている。
(Embodiment 11) FIG. 13 is a sectional view for explaining a light emitting diode (semiconductor light emitting element) according to an eleventh embodiment of the present invention, and FIG. 14 shows a part of a manufacturing process of the light emitting diode. FIG. 14 is a diagram for explaining FIG.
14A is a sectional view of the substrate of the light emitting diode, FIG.
(B) is a cross-sectional view showing a state in which a current path adjusting layer is formed on the substrate. In the figure, reference numeral 100k denotes a light emitting diode of this embodiment, and in this light emitting diode 100k, a p-type GaAs substrate 71 is used as a substrate.
n-type semiconductor regions (current blocking regions) 75a, 75b2, 75b3 that block current on the aAs substrate 71,
P-type semiconductor region (current passage region) 75 for passing an electric current
A current path adjusting layer 75 including b1 is provided.

【0216】そしてこの電流経路調整層75上には、そ
の表面上にp型下クラッド層74,活性層73及びn型
上クラッド層72を順次成長してなる、ダブルヘテロ接
合部を有する積層構造170が配設されている。
On this current path adjusting layer 75, a laminated structure having a double heterojunction portion, in which a p-type lower clad layer 74, an active layer 73 and an n-type upper clad layer 72 are sequentially grown on the surface thereof, is formed. 170 is provided.

【0217】またこの積層構造170上には、n型Ga
Asコンタクト層77が設けられ、該コンタクト層77
上には、AuGeからなるn型電極132が配置されて
いる。また上記p型GaAs基板71の裏面側には全面
に、AuZnからなるp型電極131が形成されてい
る。
On this laminated structure 170, n-type Ga is formed.
An As contact layer 77 is provided, and the contact layer 77 is provided.
An n-type electrode 132 made of AuGe is arranged on the top. A p-type electrode 131 made of AuZn is formed on the entire back surface of the p-type GaAs substrate 71.

【0218】ここで、上記p型GaAs基板71は、上
記第8実施例のn型GaAs基板31と同様、その中央
の直径200μmの円形状平坦部分71aを除く、溝形
成部分71bには、底面71b1と斜面71b2とを有す
る、深さ5μm、幅15μmの溝71b0が所定間隔で
ストライプ状に複数形成されている。上記基板71の平
坦部分71a、溝71b0の底面、及び隣接する溝71
b0間の表面部分71b3はその表面の面方位が(10
0)面となっており、上記溝71b0の傾斜面71b1の
面方位は(111)A面となっている。
Here, the p-type GaAs substrate 71 is the same as the n-type GaAs substrate 31 of the eighth embodiment, except for the circular flat portion 71a having a diameter of 200 μm at the center, and the bottom surface of the groove forming portion 71b. A plurality of grooves 71b0 having a depth of 5 μm and a width of 15 μm, each having a 71b1 and a sloped surface 71b2, are formed in stripes at predetermined intervals. The flat portion 71a of the substrate 71, the bottom surface of the groove 71b0, and the adjacent groove 71
The surface portion 71b3 between b0 has a surface orientation of (10
The surface direction of the inclined surface 71b1 of the groove 71b0 is the (111) A surface.

【0219】また、上記電流経路調整層75の構成材料
は(AlxGa1-x1-yInyP(0≦x≦1,0≦y≦
1)で、その組成比はx,yはx=0.70、y=0.
50であり、その層厚は1μmとなっている。この電流
経路調整層75にはII族ドーパントとしてZnが、V族
ドーパントとしてSeがドープされている。該電流経路
調整層75の電流ブロック領域75aは、上記基板71
の平坦部分75aの真上に位置し、該平坦部分71aの
面方位である(100)面に基づいて、ドーパントSe
によるn型の導電型を示すキャリア濃度3×1018cm
-3の領域となっている。また、該電流経路調整層75の
電流ブロック領域75b2,75b3はそれぞれ溝71b
0の底面、及び隣接する溝71b0間の表面部分71b3
の真上に位置し、これらの面の面方位(100)に基づ
いて、ドーパントSeによるn型の導電型を示すキャリ
ア濃度3×1018cm-3の領域となっている。
The constituent material of the current path adjusting layer 75 is (Al x Ga 1-x ) 1-y In y P (0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦
1), the composition ratio is x, y is x = 0.70, y = 0.
50, and the layer thickness is 1 μm. The current path adjusting layer 75 is doped with Zn as a group II dopant and Se as a group V dopant. The current blocking region 75a of the current path adjusting layer 75 is formed on the substrate 71.
Of the dopant Se based on the (100) plane which is located directly above the flat portion 75a of the flat portion 75a and is the plane orientation of the flat portion 71a.
Carrier concentration showing an n-type conductivity by 3 × 10 18 cm
-3 areas. Further, the current blocking regions 75b2 and 75b3 of the current path adjusting layer 75 are formed in the grooves 71b, respectively.
Bottom surface of 0 and surface portion 71b3 between adjacent grooves 71b0
Which is located immediately above, and has a carrier concentration of 3 × 10 18 cm −3 showing an n-type conductivity type due to the dopant Se based on the plane orientation (100) of these planes.

【0220】また、上記電流経路調整層75の電流通過
領域75b1は、該基板71の溝71b0の斜面71b1
の面方位である(111)A面に基づいて、ドーパント
Znによるp型の導電型を示すキャリア濃度3×1018
cm-3の領域となっている。
The current passage region 75b1 of the current path adjusting layer 75 has a slope 71b1 of the groove 71b0 of the substrate 71.
Based on the (111) A plane, which is the plane orientation of, the carrier concentration of 3 × 10 18 showing the p-type conductivity type by the dopant Zn.
The area is cm -3 .

【0221】また、上記下クラッド層74,活性層73
及び上クラッド層72はそれぞれ、(AlxGa1-x
1-yInyP(0≦x≦1,0≦y≦1)からなり、この
下クラッド層74及び上クラッド層72では、例えばそ
の組成比x,yがx=0.70,y=0.50、その層
厚がそれぞれ1.0μm,3.0μmとなっており、下
クラッド層74のZnキャリア濃度は1×1018
-3、上クラッド層72のSiキャリア濃度は1×10
18cm-3となっている。該活性層73では、例えば組成
比x,yはx=0.30、y=0.50、その層厚は
0.50μmとなっている。
The lower clad layer 74 and the active layer 73 are also
And the upper clad layer 72 are (Al x Ga 1 -x )
1-y In y P (0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1), and in the lower cladding layer 74 and the upper cladding layer 72, for example, the composition ratios x and y are x = 0.70, y = 0.50 and the layer thicknesses thereof are 1.0 μm and 3.0 μm, respectively, and the Zn carrier concentration of the lower cladding layer 74 is 1 × 10 18 c.
m −3 , the Si carrier concentration of the upper cladding layer 72 is 1 × 10
It is 18 cm -3 . In the active layer 73, for example, the composition ratios x and y are x = 0.30, y = 0.50, and the layer thickness thereof is 0.50 μm.

【0222】さらに、上記n型GaAsコンタクト層7
7ではSiキャリア濃度が3×1018cm-3、層厚が1
μmとなっている。
Further, the n-type GaAs contact layer 7 is formed.
7, the Si carrier concentration was 3 × 10 18 cm −3 and the layer thickness was 1
μm.

【0223】次に製造方法について簡単に説明する。Next, the manufacturing method will be briefly described.

【0224】まず、p型GaAs基板71の表面に、そ
の直径200μmの円形領域71aを除いてエッチング
処理を施して、斜面71b1の面方位が例えば(11
1)A面、底面の面方位が(100)である深さ5μ
m、幅15μmの溝71b0を複数ストライプ状に形成
する(図14(a)参照)。
First, the surface of the p-type GaAs substrate 71 is etched except for the circular region 71a having a diameter of 200 μm, so that the plane orientation of the slope 71b1 is, for example, (11
1) Depth 5μ with plane orientation of (100) A and bottom
Grooves 71b0 having a width of m and a width of 15 μm are formed in a plurality of stripes (see FIG. 14A).

【0225】次に、該エッチング処理を施した基板71
上にMOCVD法を用いて1回の結晶成長工程により上
記各半導体層75,72〜74,77を形成する。
Next, the substrate 71 subjected to the etching treatment
Each of the semiconductor layers 75, 72 to 74, 77 is formed on the top by a single crystal growth step using the MOCVD method.

【0226】すなわち、上記エッチング処理の後、基板
71上に(Al0.7Ga0.30.5In0.5Pを上記電流経
路調整層75として、Zn(II族ドーパント)とSe
(VI族ドーパント)を同時にドープしつつ層厚1μm程
度成長する。この時、該基板71表面の、(100)面
が露出する領域,つまり基板71の平坦部分71a,溝
71b0の底面71b2、及び隣接する溝71b0間の表
面部分71b3上には、Seキャリア濃度3×1018
-3のn型半導体領域が電流ブロック領域75a,75
b2,75b3として形成され、該基板71表面の、(1
11)A面が露出する領域,つまり基板1の溝71b0
の斜面71b1上には、Znキャリア濃度3×1018
-3のp型半導体領域が電流通過領域75b1として形
成される。
That is, after the etching process, (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P is used as the current path adjusting layer 75 on the substrate 71, and Zn (group II dopant) and Se are added.
A layer thickness of about 1 μm is grown while simultaneously doping (VI group dopant). At this time, in the region where the (100) plane is exposed on the surface of the substrate 71, that is, on the flat portion 71a of the substrate 71, the bottom surface 71b2 of the groove 71b0, and the surface portion 71b3 between the adjacent grooves 71b0, the Se carrier concentration 3 × 10 18 c
The n − type semiconductor region of m −3 is the current block regions 75a, 75
b2, 75b3, and (1
11) Area where surface A is exposed, that is, groove 71b0 of substrate 1
Zn carrier concentration 3 × 10 18 c on the slope 71 b 1 of
The m −3 p-type semiconductor region is formed as the current passage region 75b1.

【0227】その後は、該電流経路調整層75上に、
(Al0.7Ga0.30.5In0.5Pの成長を、その導電型
及び層厚を制御して行い、これによりp型下クラッド層
74からn型上クラッド層72までを成長し、さらにそ
の上にn型GaAs層を成長する。
After that, on the current path adjusting layer 75,
(Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P is grown by controlling its conductivity type and layer thickness, thereby growing the p-type lower clad layer 74 to the n-type upper clad layer 72, and further on that. An n-type GaAs layer is grown.

【0228】次に、該n型GaAs層上にAuGe層を
形成するとともに、p型基板71の裏面側にp型電極と
してのAuZn層131を形成する。その後、上記n型
GaAs層及びその上のAuGe層を、上記基板71の
平坦部分71aの真上に位置する部分が残るよう選択的
にエッチングして、n型GaAsコンタクト層77及び
n型電極132を形成する。これにより発光ダイオード
100kが完成する(図13参照)。
Next, an AuGe layer is formed on the n-type GaAs layer, and an AuZn layer 131 as a p-type electrode is formed on the back surface side of the p-type substrate 71. After that, the n-type GaAs layer and the AuGe layer on the n-type GaAs layer are selectively etched so that a portion directly above the flat portion 71a of the substrate 71 remains, and the n-type GaAs contact layer 77 and the n-type electrode 132 are formed. To form. As a result, the light emitting diode 100k is completed (see FIG. 13).

【0229】本実施例による半導体発光素子に順方向に
電圧(2V)を印加し電流(20mA)を流したとこ
ろ、ピーク波長584nmの光度が7cdを越えるLE
D光が得られた。
When a voltage (2 V) was applied in the forward direction and a current (20 mA) was applied to the semiconductor light emitting device according to this example, the luminous intensity at a peak wavelength of 584 nm was LE exceeding 7 cd.
D light was obtained.

【0230】また、(AlxGa1-x1-yInyP活性層
の組成x,yをそれぞれx=0.50、y=0.50と
したところ、ピーク波長555nmの光度が3.5cd
を越える純緑色発光が得られた。
When the composition x and y of the (Al x Ga 1-x ) 1-y In y P active layer were set to x = 0.50 and y = 0.50, respectively, the luminous intensity at a peak wavelength of 555 nm was 3 .5 cd
A pure green light emission of over 10% was obtained.

【0231】このような構成の本実施例では、上記各実
施例と同様、電流経路調整層及び電流拡散層によりLE
D光の導出効率を向上することができる。また発光ダイ
オードを構成する半導体層を1回の結晶成長工程により
連続して形成できることから、製造工程が簡略化されて
コストダウンや歩留まりの向上を図ることができるとと
もに、結晶成長がエッチング処理等のために中断される
こともなくなって、再成長界面の結晶性の劣化を回避し
て、発光ダイオードの特性や信頼性を高く保持すること
ができる。
In this embodiment having such a structure, as in the above-mentioned embodiments, the LE is constituted by the current path adjusting layer and the current diffusion layer.
The derivation efficiency of D light can be improved. Further, since the semiconductor layer forming the light emitting diode can be continuously formed by one crystal growth step, the manufacturing process can be simplified, the cost can be reduced and the yield can be improved, and the crystal growth can be performed by etching treatment or the like. Therefore, there is no interruption, and deterioration of the crystallinity of the regrowth interface can be avoided, and the characteristics and reliability of the light emitting diode can be kept high.

【0232】さらに本実施例では、発光ダイオードの基
板としてp型のものを用いているため、n型の電流ブロ
ック領域75a,75b2,75b3とp型の電流通過領
域75b1からなる電流経路調整層75を、上記積層構
造170下側の基板71表面上に配置することができ
る。このため、電流経路調整層75を成長する際の下地
結晶の面方位がだれることがなく、該下地結晶の面方位
による電流ブロック領域75a,75b2,75b3と電
流通過領域75b1との選択成長を、各領域でのキャリ
ア濃度を十分大きくして良好に行うことができる。この
結果、電流経路調整層75の働きがより効果的なものと
なり、活性層73のn型電極132直下部分以外での発
光量が増加し、さらに光の導出効率を向上させることが
できる。
Further, in this embodiment, since the p-type substrate is used as the substrate of the light emitting diode, the current path adjusting layer 75 composed of the n-type current block regions 75a, 75b2, 75b3 and the p-type current passage region 75b1. Can be disposed on the surface of the substrate 71 below the laminated structure 170. For this reason, the plane orientation of the underlying crystal during the growth of the current path adjusting layer 75 does not deviate, and selective growth of the current blocking regions 75a, 75b2, 75b3 and the current passage region 75b1 depending on the plane orientation of the underlying crystal is performed. The carrier concentration in each region can be made sufficiently high to achieve good performance. As a result, the function of the current path adjusting layer 75 becomes more effective, the amount of light emission other than the portion directly below the n-type electrode 132 of the active layer 73 increases, and the light extraction efficiency can be further improved.

【0233】また、本実施例では、p型基板71の表面
の溝71b0を、面方位が(100)面の底面71b2を
有する構造とし、しかも隣接する溝71b0間の領域7
1b3も(100)面が露出するようにし、電流経路調
整層75を、n型電極132の直下部分のn型電流ブロ
ック領域75aだけでなく、n型電極132の直下部分
の周辺にもn型電流ブロック領域75b2,75b3が分
散して位置する構造としているため、p型電極直下の電
流ブロック領域75aでブロックされて周辺に広がった
電流を、周辺の電流ブロック領域75b2,75b3によ
りさらに広い範囲に広げることができる。
Further, in this embodiment, the groove 71b0 on the surface of the p-type substrate 71 has a structure having a bottom surface 71b2 having a plane orientation of (100), and a region 7 between the adjacent grooves 71b0.
1b3 is also exposed on the (100) plane, and the current path adjusting layer 75 is formed not only in the n-type current block region 75a immediately below the n-type electrode 132 but also in the n-type region around the n-type electrode 132. Since the current block regions 75b2 and 75b3 are arranged in a dispersed manner, the current blocked by the current block region 75a immediately below the p-type electrode and spread to the periphery is expanded to a wider range by the peripheral current block regions 75b2 and 75b3. Can be expanded.

【0234】(実施例12)図15は本発明の第12の
実施例による発光ダイオード(半導体発光素子)を説明
するための断面図であり、図において、100mは本実
施例の発光ダイオードで、この発光ダイオード100m
では基板としてn型GaAs基板81を用いており、こ
のn型GaAs基板81上に、電流をブロックするn型
半導体領域(電流ブロック領域)85aと、電流を通過
させるp型半導体領域(電流通過領域)85bとからな
る電流経路調整層85が設けられている。
(Embodiment 12) FIG. 15 is a sectional view for explaining a light emitting diode (semiconductor light emitting element) according to a twelfth embodiment of the present invention, in which 100 m is the light emitting diode of the present embodiment. This light emitting diode 100m
Uses an n-type GaAs substrate 81 as a substrate, and on this n-type GaAs substrate 81, an n-type semiconductor region (current block region) 85a that blocks a current and a p-type semiconductor region (current passage region) that allows a current to pass therethrough. ) 85b and a current path adjusting layer 85 are provided.

【0235】そしてこの電流経路調整層85上には、そ
の表面上にp型下クラッド層84,活性層83及びn型
上クラッド層82を順次成長してなる、ダブルヘテロ接
合部を有する積層構造180が配設されている。
On the current path adjusting layer 85, a laminated structure having a double heterojunction portion, in which a p-type lower clad layer 84, an active layer 83 and an n-type upper clad layer 82 are sequentially grown on the surface thereof. 180 is provided.

【0236】またこの積層構造180上には、n型電流
拡散層86を介してn型GaAsコンタクト層77が設
けられ、該コンタクト層77上には、AuGeからなる
n型電極132が配置されている。また上記p型GaA
s基板81の裏面側には全面に、AuZnからなるp型
電極131が形成されている。
An n-type GaAs contact layer 77 is provided on the laminated structure 180 via an n-type current diffusion layer 86, and an n-type electrode 132 made of AuGe is arranged on the contact layer 77. There is. In addition, the above-mentioned p-type GaA
A p-type electrode 131 made of AuZn is formed on the entire back surface of the s substrate 81.

【0237】ここで、上記p型GaAs基板81では、
上記第8実施例のn型GaAs基板31と同様、その中
央の直径200μmの円形状領域81aは、表面が平坦
な平坦部分となっており、該基板表面の平坦部分以外の
領域は、深さ2.3μm、幅10μmのV型溝81b1
がストライプ状に複数形成された溝形成部分81bとな
っている。上記基板81の平坦部分81aはその表面の
面方位が(100)となっており、上記V型溝81b1
の傾斜面の面方位は(311)A面となっている。
Here, in the p-type GaAs substrate 81,
Similar to the n-type GaAs substrate 31 of the eighth embodiment, the central circular region 81a with a diameter of 200 μm is a flat surface having a flat surface, and the region other than the flat portion of the substrate surface has a depth. V-shaped groove 81b1 of 2.3 μm and width of 10 μm
Is a groove forming portion 81b formed in a plurality of stripes. The plane portion 81a of the substrate 81 has a surface orientation of (100), and the V-shaped groove 81b1
The plane orientation of the inclined surface is (311) A plane.

【0238】また、上記電流経路調整層85の構成材料
は(AlxGa1-x1-yInyP(0≦x≦1,0≦y≦
1)で、その組成比はx,yはx=0.70、y=0.
50であり、その層厚は1μmとなっている。この電流
経路調整層85にはII族ドーパントとしてZnが、V族
ドーパントとしてSeがドープされている。該電流経路
調整層85の電流ブロック領域85aは、上記基板81
の平坦部分81aの真上に位置し、該平坦部分81aの
面方位である(100)面に基づいて、ドーパントSe
によるn型の導電型を示すキャリア濃度3×1018cm
-3の領域となっている。また、上記電流経路調整層85
の電流通過領域85bは、上記基板81の溝形成部分8
1bの上側に位置し、該基板81の溝81b1の斜面の
面方位である(311)A面に基づいて、ドーパントZ
nによるp型の導電型を示すキャリア濃度3×1018
-3の領域となっている。
The constituent material of the current path adjusting layer 85 is (Al x Ga 1-x ) 1-y In y P (0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦
1), the composition ratio is x, y is x = 0.70, y = 0.
50, and the layer thickness is 1 μm. The current path adjusting layer 85 is doped with Zn as a group II dopant and Se as a group V dopant. The current block region 85a of the current path adjusting layer 85 is formed on the substrate 81.
Of the dopant Se based on the (100) plane that is located directly above the flat portion 81a of the
Carrier concentration showing an n-type conductivity by 3 × 10 18 cm
-3 areas. In addition, the current path adjusting layer 85
The current passage region 85b of the groove 81 is the groove forming portion 8 of the substrate 81.
The dopant Z is located on the upper side of 1b and is based on the (311) A plane which is the plane orientation of the slope of the groove 81b1 of the substrate 81.
Carrier concentration 3 × 10 18 c showing p-type conductivity by n
The area is m -3 .

【0239】また、上記下クラッド層84,活性層83
及び上クラッド層82はそれぞれ、(AlxGa1-x
1-yInyP(0≦x≦1,0≦y≦1)からなり、この
下クラッド層84及び上クラッド層82では、例えばそ
の組成比x,yがx=0.70,y=0.50、その層
厚が1.0μmとなっており、下クラッド層84のZn
キャリア濃度は1×1018cm-3、上クラッド層82の
Siキャリア濃度は1×1018cm-3となっている。該
活性層83では、例えば組成比x,yはx=0.30、
y=0.50、その層厚は0.50μmとなっている。
Further, the lower clad layer 84 and the active layer 83
And the upper clad layer 82 are (Al x Ga 1 -x ), respectively.
1-y In y P (0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1), and in the lower cladding layer 84 and the upper cladding layer 82, for example, the composition ratios x and y are x = 0.70, y = 0.50, the layer thickness is 1.0 μm, and Zn of the lower cladding layer 84 is
The carrier concentration is 1 × 10 18 cm −3 , and the Si carrier concentration of the upper cladding layer 82 is 1 × 10 18 cm −3 . In the active layer 83, for example, the composition ratio x, y is x = 0.30,
y = 0.50, and the layer thickness is 0.50 μm.

【0240】さらに上記電流拡散層86は、n型Alx
Ga1-xAs(0≦x≦1)からなり、その組成比xが
x=0.70となっており、5μmの層厚を有してい
る。またこのn型電流拡散層86及び上記n型GaAs
コンタクト層77ではそれぞれSiキャリア濃度が5×
1018cm-3となっている。
Further, the current diffusion layer 86 is made of n-type Al x.
It is made of Ga 1-x As (0 ≦ x ≦ 1), its composition ratio x is x = 0.70, and has a layer thickness of 5 μm. The n-type current diffusion layer 86 and the n-type GaAs
The contact layer 77 has a Si carrier concentration of 5 ×.
It is 10 18 cm -3 .

【0241】次に製造方法について簡単に説明する。Next, the manufacturing method will be briefly described.

【0242】まず、上記第8の実施例と同様にして、p
型GaAs基板81の表面に、その直径200μmの円
形領域81aを除いてエッチング処理を施して、斜面の
面方位が例えば(311)A面である深さ2.3μm、
幅10μmの溝81b1を複数ストライプ状に形成する
(図10(b)参照)。
First, as in the eighth embodiment, p
The surface of the type GaAs substrate 81 is etched except for the circular region 81a having a diameter of 200 μm, and the plane orientation of the slope is, for example, the (311) A plane and the depth is 2.3 μm.
Grooves 81b1 having a width of 10 μm are formed in a plurality of stripes (see FIG. 10B).

【0243】次に、該エッチング処理を施した基板81
上にMOCVD法を用いて1回の結晶成長工程により上
記各半導体層85,84,83,82,86,77を順
次形成する。
Next, the substrate 81 subjected to the etching treatment
The semiconductor layers 85, 84, 83, 82, 86, 77 are sequentially formed on the upper surface by a single crystal growth process using the MOCVD method.

【0244】すなわち、上記エッチング処理の後、基板
81上に(Al0.7Ga0.30.5In0.5Pを上記電流経
路調整層85として、Zn(II族ドーパント)とSe
(VI族ドーパント)を同時にドープしつつ層厚1μm程
度成長する。
That is, after the etching process, (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P is used as the current path adjusting layer 85 on the substrate 81, and Zn (group II dopant) and Se are added.
A layer thickness of about 1 μm is grown while simultaneously doping (VI group dopant).

【0245】このとき、該基板81表面の、(100)
面が露出する領域,つまり基板81の平坦部分81aで
は、Seキャリア濃度3×1018cm-3のn型半導体領
域が電流ブロック領域85aとして形成され、該基板8
1表面の、(311)A面が露出する領域,つまり基板
81の溝形成部分81bでは、Znキャリア濃度3×1
18cm-3のp型半導体領域が電流通過領域85bとし
て形成される。
At this time, (100) on the surface of the substrate 81
In the region where the surface is exposed, that is, in the flat portion 81a of the substrate 81, an n-type semiconductor region having a Se carrier concentration of 3 × 10 18 cm −3 is formed as the current block region 85a, and the substrate 8
In the region where the (311) A plane is exposed on one surface, that is, in the groove forming portion 81b of the substrate 81, the Zn carrier concentration is 3 × 1.
A 0 18 cm -3 p-type semiconductor region is formed as the current passage region 85b.

【0246】その後は、該電流経路調整層85上に、
(Al0.7Ga0.30.5In0.5Pの成長を、その導電性
及び層厚を制御して行い、これによりp型下クラッド層
84からn型上クラッド層82までを形成し、さらにそ
の上に厚さ5μmのn型Al0. 7Ga0.3As層及び厚さ
1μmのn型GaAs層をそれぞれSiキャリア濃度が
5×1018cm-3となるよう成長する。
After that, on the current path adjusting layer 85,
(Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P is grown by controlling its conductivity and layer thickness, thereby forming the p-type lower clad layer 84 to the n-type upper clad layer 82, and further on that. n-type Al 0. 7 Ga 0.3 as layer and respectively Si carrier concentration n-type GaAs layer having a thickness of 1μm thickness 5μm is grown so as to be 5 × 10 18 cm -3.

【0247】次に、上記n型GaAs層上にAuGe層
を形成するとともに、p型基板81の裏面側にp型電極
としてのAuZn層131を形成する。その後、上記n
型GaAs層及びAuGe層を、上記基板81の平坦部
分81aの真上に位置する円形状部分が残るよう選択的
にエッチングして、n型GaAsコンタクト層77及び
n型電極132を形成する。これにより発光ダイオード
100mが完成される(図15参照)。
Next, an AuGe layer is formed on the n-type GaAs layer, and an AuZn layer 131 as a p-type electrode is formed on the back surface side of the p-type substrate 81. Then, the above n
The n-type GaAs contact layer 77 and the n-type electrode 132 are formed by selectively etching the type GaAs layer and the AuGe layer so that the circular portion located right above the flat portion 81a of the substrate 81 remains. As a result, the light emitting diode 100m is completed (see FIG. 15).

【0248】本実施例による半導体発光素子に順方向に
電圧(2V)を印加し電流(20mA)を流したとこ
ろ、ピーク波長584nmの光度が8cdを越えるLE
D光が得られた。
When a voltage (2 V) was applied in the forward direction and a current (20 mA) was applied to the semiconductor light emitting device according to this example, the luminous intensity at a peak wavelength of 584 nm was LE exceeding 8 cd.
D light was obtained.

【0249】また、(AlxGa1-x1-yInyP活性層
の組成x,yをそれぞれx=0.50、y=0.50と
したところ、ピーク波長555nmの光度が4cdを越
える純緑色発光が得られた。
When the compositions x and y of the (Al x Ga 1-x ) 1-y In y P active layer were set to x = 0.50 and y = 0.50, respectively, the luminous intensity at a peak wavelength of 555 nm was 4 cd. A pure green light emission of over 10% was obtained.

【0250】このような構成の本実施例では、第9の実
施例と同様、電流経路調整層85及び電流拡散層86に
よりLED光の導出効率を向上することができる。また
電流ブロック領域85aを有する発光ダイオードにおけ
る半導体積層構造を1回の結晶成長工程により連続して
形成できる。
In this embodiment having such a structure, as in the ninth embodiment, the current path adjusting layer 85 and the current diffusion layer 86 can improve the LED light extraction efficiency. Further, the semiconductor laminated structure in the light emitting diode having the current block region 85a can be continuously formed by one crystal growth step.

【0251】さらに本実施例では、発光ダイオードの基
板としてp型のものを用いているため、n型の電流ブロ
ック領域85aとp型の電流通過領域85bからなる電
流経路調整層85を、上記積層構造180下側の基板表
面上に配置することができる。このため、電流経路調整
層85を成長する下地結晶の面方位がだれることがな
く、下地結晶の面方位による電流ブロック領域85aと
電流通過領域85bとの選択成長を、各領域でのキャリ
ア濃度を十分大きくして良好に行うことができる。この
結果、電流経路調整層85の働きがより効果的なものと
なり、活性層83のn型電極直下部分以外での発光量が
増大し、さらに光の導出効率を向上させることができ
る。
Further, in this embodiment, since the p-type substrate is used as the substrate of the light emitting diode, the current path adjusting layer 85 composed of the n-type current block region 85a and the p-type current passing region 85b is laminated as described above. It can be located on the surface of the substrate beneath the structure 180. For this reason, the plane orientation of the underlying crystal on which the current path adjusting layer 85 is grown does not deviate, and the selective growth of the current block region 85a and the current passage region 85b depending on the plane orientation of the underlying crystal is carried out, and the carrier concentration Can be satisfactorily performed by sufficiently increasing As a result, the function of the current path adjusting layer 85 becomes more effective, the amount of light emission other than the portion directly below the n-type electrode of the active layer 83 increases, and the light extraction efficiency can be further improved.

【0252】また、本実施例では、電流拡散層86はn
型の導電型であるため、p型の電流拡散層に比べ移動度
を大きく、抵抗の低減効果により、電流を、活性層のn
型電極直下部分からより離れた部分へ広げることがで
き、一層光の導出効率を向上させることができる。
In this embodiment, the current spreading layer 86 is n
Type conductivity type, the mobility is larger than that of the p-type current diffusion layer, and the resistance is reduced, so that the current flows to the n-type of the active layer.
It is possible to expand the portion directly below the mold electrode to a portion further away, and it is possible to further improve the light extraction efficiency.

【0253】(実施例13)図16は本発明の第13の
実施例による発光ダイオード(半導体発光素子)を説明
するための断面図であり、図において、100nは本実
施例の発光ダイオードで、この発光ダイオード100n
では、第9実施例におけるAl0.7Ga0.3As電流拡散
層156に代えて、Znキャリア濃度3×1018
-3,層厚5μmのGaP電流拡散層97を用い、該G
aP電流拡散層97上に直にp型電極131を、上記基
板31の平坦部分31a上に位置するよう配置したもの
である。またここでは、n型GaAs基板31の溝形成
部分31bに形成した溝31b1の斜面の面方位は(1
11)A面としている。
(Embodiment 13) FIG. 16 is a sectional view for explaining a light emitting diode (semiconductor light emitting element) according to a thirteenth embodiment of the present invention, in which 100n is a light emitting diode of the present embodiment, This light emitting diode 100n
Then, instead of the Al 0.7 Ga 0.3 As current diffusion layer 156 in the ninth embodiment, the Zn carrier concentration is 3 × 10 18 c.
A GaP current diffusion layer 97 having a thickness of m −3 and a layer thickness of 5 μm is used.
The p-type electrode 131 is arranged directly on the aP current diffusion layer 97 so as to be located on the flat portion 31 a of the substrate 31. Further, here, the plane orientation of the slope of the groove 31b1 formed in the groove forming portion 31b of the n-type GaAs substrate 31 is (1
11) It is the A side.

【0254】また、本実施例の発光ダイオード100n
の製造方法は、電流経路調整層35上には、電流拡散層
97としてGaPを成長し、その上に直にAuZn層を
成長し、該AuZn層をその基板31の平坦部分31a
に対向する部分が残るよう選択的にエッチングしてp型
電極131を形成する点が上記第9の実施例の発光ダイ
オードの製造方法と異なっている。
In addition, the light emitting diode 100n of this embodiment is
In the manufacturing method of (3), GaP is grown as the current diffusion layer 97 on the current path adjusting layer 35, the AuZn layer is grown directly on it, and the AuZn layer is formed on the flat portion 31a of the substrate 31.
This is different from the manufacturing method of the light emitting diode of the ninth embodiment in that the p-type electrode 131 is selectively etched so that the portion facing to is left.

【0255】本実施例による半導体発光素子に順方向に
電圧(2V)を印加し電流(20mA)を流したとこ
ろ、ピーク波長584nmの光度が9cdを越えるLE
D光が得られた。
When a voltage (2 V) was applied in the forward direction and a current (20 mA) was applied to the semiconductor light emitting device according to this example, LE having a luminous intensity of more than 9 cd at a peak wavelength of 584 nm was obtained.
D light was obtained.

【0256】また、(AlxGa1-x1-yInyP活性層
の組成x,yをそれぞれx=0.50、y=0.50と
したところ、ピーク波長555nmの光度が4.5cd
を越える純緑色発光が得られた。
When the composition x and y of the (Al x Ga 1-x ) 1-y In y P active layer were set to x = 0.50 and y = 0.50, respectively, the luminous intensity at a peak wavelength of 555 nm was 4 .5 cd
A pure green light emission of over 10% was obtained.

【0257】このような構成の本実施例では、n型電流
拡散層97を、バンドギャップがAl0.7Ga0.3As大
きいGaPにより構成しているため、n型電流拡散層を
Al0.7Ga0.3Asにより構成している第9の実施例の
発光ダイオード100jに比べて活性層からの光の電流
拡散層での吸収が減少し、より光の導出効率を向上さ
せ、半導体発光素子の高輝度化を図ることができる。
In this embodiment having such a structure, since the n-type current diffusion layer 97 is made of GaP having a large band gap of Al 0.7 Ga 0.3 As, the n-type current diffusion layer is made of Al 0.7 Ga 0.3 As. As compared with the light emitting diode 100j of the ninth embodiment, the absorption of light from the active layer in the current diffusion layer is reduced, the light extraction efficiency is further improved, and the brightness of the semiconductor light emitting device is increased. be able to.

【0258】また、GaP電流拡散層97上には直接p
型電極を設けることができるため、コンタクト層が不要
であり、製造工程を簡略化できる。
Also, p is directly formed on the GaP current diffusion layer 97.
Since the mold electrode can be provided, the contact layer is not required and the manufacturing process can be simplified.

【0259】(実施例14)図17は本発明の第14の
実施例による発光ダイオード(半導体発光素子)を説明
するための断面図であり、図において、100pは本実
施例の発光ダイオードで、この発光ダイオード100p
は、n型GaAs基板31と、ダブルヘテロ接合部を有
する積層構造130との間に配置され、活性層33から
n型基板31へ向かうLED光を活性層33側へ反射す
るn型反射層109を備えている。その他の構成は、上
記第9の実施例の発光ダイオード100iと同一であ
る。
(Embodiment 14) FIG. 17 is a sectional view for explaining a light emitting diode (semiconductor light emitting element) according to a fourteenth embodiment of the present invention, in which 100p is a light emitting diode of the present embodiment. This light emitting diode 100p
Is disposed between the n-type GaAs substrate 31 and the laminated structure 130 having a double heterojunction portion, and reflects the LED light traveling from the active layer 33 toward the n-type substrate 31 to the active layer 33 side. Is equipped with. The other structure is the same as that of the light emitting diode 100i of the ninth embodiment.

【0260】上記n型反射層109は、層厚0.01μ
mのGaAs層と層厚0.005μmのAlInP層と
を交互に10対積層してなるもので、その層厚は0.1
5μm程度となっている。
The n-type reflection layer 109 has a layer thickness of 0.01 μm.
m GaAs layers and 0.005 μm thick AlInP layers are alternately laminated in 10 pairs, and the layer thickness is 0.1.
It is about 5 μm.

【0261】本実施例の発光ダイオード100pの製造
方法は、n型下クラッド層32を形成する前に、n型G
aAs基板31上に上記n型反射層109を形成する点
以外は上記第9の実施例の発光ダイオード100iの製
造方法と同じである。
According to the method of manufacturing the light emitting diode 100p of the present embodiment, the n-type G cladding layer is formed before the n-type lower cladding layer 32 is formed.
The manufacturing method of the light emitting diode 100i according to the ninth embodiment is the same as that of the ninth embodiment except that the n-type reflection layer 109 is formed on the aAs substrate 31.

【0262】本実施例による半導体発光素子に順方向に
電圧(2V)を印加し電流(20mA)を流したとこ
ろ、ピーク波長585nmの光度が10cdを越える発
光が得られた。
When a voltage (2 V) was applied in the forward direction and a current (20 mA) was applied to the semiconductor light emitting device according to this example, light emission with a peak wavelength of 585 nm exceeding 10 cd was obtained.

【0263】また、(AlxGa1-x1-yInyP活性層
の組成x,yをそれぞれx=0.50、y=0.50と
したところ、ピーク波長555nmの光度が5cdを越
える純緑色発光が得られた。
When the compositions x and y of the (Al x Ga 1-x ) 1-y In y P active layer were set to x = 0.50 and y = 0.50, respectively, the luminous intensity at a peak wavelength of 555 nm was 5 cd. A pure green light emission of over 10% was obtained.

【0264】このような構成の本実施例では、n型基板
31とダブルヘテロ接合部を有する積層構造130との
間に、活性層33からn型基板31へ向かうLED光を
活性層33側へ反射する反射層109を設けているた
め、活性層で発光したLED光のうち基板側に向かう光
が、該積層構造130に比べて屈折率の高いn型GaA
s基板31に吸収されることがなくなり、さらに第9の
実施例の発光ダイオード100iに比べてさらに光の導
出効率を向上させることができる。
In this embodiment having such a structure, LED light traveling from the active layer 33 to the n-type substrate 31 is directed to the active layer 33 side between the n-type substrate 31 and the laminated structure 130 having the double heterojunction portion. Since the reflective layer 109 that reflects light is provided, the LED light emitted from the active layer, which is directed toward the substrate, has a higher refractive index than the laminated structure 130.
The light is not absorbed by the s substrate 31 and the light extraction efficiency can be further improved as compared with the light emitting diode 100i of the ninth embodiment.

【0265】なお、本実施例では反射層109を、Ga
As層とInAlP層を組み合わせて構成したが、該反
射層109を構成する半導体材料の組み合わせはこれに
限るものではなく、活性層33からp型基板31へ向か
うLED光を活性層33側へ反射するものであれば、他
の半導体材料からなるものでもよいことは言うまでもな
い。
In the present embodiment, the reflective layer 109 is made of Ga.
Although the As layer and the InAlP layer are combined, the combination of the semiconductor materials forming the reflective layer 109 is not limited to this, and LED light traveling from the active layer 33 to the p-type substrate 31 is reflected to the active layer 33 side. It goes without saying that any other semiconductor material may be used as long as it does.

【0266】(実施例15)図18は本発明の第15の
実施例による発光ダイオード(半導体発光素子)を説明
するための断面図であり、図において、100qは本実
施例の発光ダイオードで、図11と同一符号は第9の実
施例の発光ダイオード100iと同一のものを示す。こ
の発光ダイオード100qは、ダブルヘテロ接合部を有
する積層構造160を、上記第9実施例で用いているA
lGaInP系混晶半導体に代えて、AlGaAs系混
晶半導体から構成したものである。
(Embodiment 15) FIG. 18 is a sectional view for explaining a light emitting diode (semiconductor light emitting element) according to a fifteenth embodiment of the present invention, in which 100q denotes a light emitting diode of the present embodiment. The same reference numerals as those in FIG. 11 denote the same parts as the light emitting diode 100i of the ninth embodiment. In this light emitting diode 100q, a laminated structure 160 having a double heterojunction portion is used in the ninth embodiment.
Instead of the 1GaInP-based mixed crystal semiconductor, it is composed of an AlGaAs-based mixed crystal semiconductor.

【0267】つまり、上記積層構造160を構成するn
型下クラッド層62,活性層63及びp型上クラッド層
64はそれぞれ、AlxGa1-xAs(0≦x≦1)から
なり、この下クラッド層62及び上クラッド層64で
は、例えばその組成比xがx=0.70、その層厚が
1.0μmとなっており、下クラッド層62のSiキャ
リア濃度は1×1018cm-3、上クラッド層64のZn
キャリア濃度は1×1018cm-3となっている。また活
性層63では、例えば組成比xはx=0.30、その層
厚は0.50μmとなっている。
That is, n which constitutes the laminated structure 160.
The lower clad layer 62, the active layer 63, and the p-type upper clad layer 64 are each made of Al x Ga 1-x As (0 ≦ x ≦ 1). In the lower clad layer 62 and the upper clad layer 64, for example, The composition ratio x is x = 0.70, the layer thickness is 1.0 μm, the Si carrier concentration in the lower cladding layer 62 is 1 × 10 18 cm −3 , and the Zn in the upper cladding layer 64 is Zn.
The carrier concentration is 1 × 10 18 cm −3 . Further, in the active layer 63, for example, the composition ratio x is x = 0.30, and the layer thickness thereof is 0.50 μm.

【0268】その他の構成は、上記第9の実施例の発光
ダイオード100iと同一である。本実施例による半導
体発光素子に順方向に電圧(2V)を印加し電流(20
mA)を流したところ、ピーク波長660nmの光度が
30cdを越える発光が得られた。
The other structure is the same as that of the light emitting diode 100i of the ninth embodiment. A voltage (2 V) is applied to the semiconductor light emitting device according to the present embodiment in the forward direction and a current (20 V) is applied.
mA) was emitted, and light emission with a peak wavelength of 660 nm exceeding 30 cd was obtained.

【0269】本実施例は、ダブルヘテロ接合部を有する
積層構造を、AlGaAs系混晶半導体を用いて構成し
たものであるが、AlGaInP系半導体からなる電流
経路調整層では、活性層で発光したLED光は吸収され
ず、上記第9実施例と同様な効果がある。
In this embodiment, the laminated structure having the double heterojunction portion is formed by using the AlGaAs mixed crystal semiconductor. However, in the current path adjusting layer made of the AlGaInP semiconductor, the LED emitting light in the active layer is used. No light is absorbed, and the same effect as the ninth embodiment is obtained.

【0270】ここで、ダブルヘテロ接合部を含む積層構
造を、AlGaAs系あるいはAlGaInP系以外の
半導体材料、例えばGaInN系半導体を用いても上記
実施例と同様の効果がある。
Even if the laminated structure including the double hetero junction is made of a semiconductor material other than AlGaAs or AlGaInP, such as GaInN semiconductor, the same effect as in the above embodiment can be obtained.

【0271】なお、本発明は、上述した各実施例の発光
ダイオードに限定されるものではない。例えば、上記各
実施例では、活性層として、Al組成が0.3あるいは
0.5であるAlGaInP層あるいはAlGaAs層
を用いたが、このAl組成を変化させることによって、
発光ダイオードから出射されるLED光として、赤色か
ら緑色域に渡る可視光領域の発光を得ることができ、A
l組成は変化させても本発明の効果があるのは言うまで
もない。
The present invention is not limited to the light emitting diodes of the above embodiments. For example, in each of the above embodiments, the AlGaInP layer or the AlGaAs layer whose Al composition is 0.3 or 0.5 is used as the active layer, but by changing this Al composition,
As the LED light emitted from the light emitting diode, it is possible to obtain light emission in the visible light region extending from red to green region.
It goes without saying that the effect of the present invention can be obtained even if the l composition is changed.

【0272】また、上記活性層の半導体材料を、AlG
aInN系混晶半導体等の他の材料に変更することによ
って赤色から青色域にわたる可視光領域の発光を得るこ
とができる。また、AlGaInN系混晶半導体等のA
l組成についても変化させることによって、赤色から青
色域にわたる可視光領域の発光を得ることができる。ま
た、上記各実施例の発光ダイオードを構成する他の半導
体層、つまりクラッド層、電流経路調整層、電流拡散層
についても、上記活性層の場合と同様、組成比や材料の
変更が可能である。
The semiconductor material of the active layer is made of AlG.
By changing to another material such as an aInN-based mixed crystal semiconductor, it is possible to obtain light emission in the visible light range from red to blue. In addition, A such as AlGaInN-based mixed crystal semiconductor
By changing the l composition as well, it is possible to obtain light emission in the visible light region ranging from red to blue. Further, the composition ratio and materials of the other semiconductor layers constituting the light emitting diode of each of the above embodiments, that is, the cladding layer, the current path adjusting layer, and the current diffusion layer can be changed, as in the case of the active layer. .

【0273】また、上述した各実施例では、溝の斜面の
面方位を(311)A面あるいは(111)A面とした
が、図3に示すように、A面であれば他の面方位でも導
電性がp型になるよう制御可能であり、他のA面の面方
位を採用しても本発明の効果があることは言うまでもな
い。
Further, in each of the above-mentioned embodiments, the plane orientation of the inclined surface of the groove is the (311) A plane or the (111) A plane, but as shown in FIG. However, it is needless to say that the conductivity can be controlled to be p-type, and the effect of the present invention can be obtained even if other plane orientations of the A plane are adopted.

【0274】さらに、上記各実施例では、その上に電流
ブロック領域を形成するための基板の平坦部分の面方位
としては(100)面を用いたが、図3に示すようにA
面であってもその上に成長される半導体層がp型の導電
性とならない面方位、例えば、n型あるいは高抵抗とな
る面方位であれば、たとえA面であっても効果があるこ
とは言うまでもない。例えば、電流ブロック領域として
高抵抗領域を形成すれば、電流経路調整層にドープする
p型及びn型ドーパントの一方を低減できる。また、上
記基板の中央の、電流ブロック領域に対応する溝形成部
分あるいは平坦部分の形状は円形形状に限るものではな
く、他の形状でも本発明の効果があることは言うまでも
ない。
Furthermore, in each of the above embodiments, the (100) plane was used as the plane orientation of the flat portion of the substrate for forming the current block region thereon, but as shown in FIG.
Even if the plane is a plane orientation in which the semiconductor layer grown thereon has no p-type conductivity, for example, an n-type or a plane orientation having high resistance, even if it is the A-plane, it is effective. Needless to say. For example, if a high resistance region is formed as the current blocking region, one of the p-type and n-type dopants with which the current path adjusting layer is doped can be reduced. Further, it is needless to say that the shape of the groove forming portion or the flat portion corresponding to the current block region in the center of the substrate is not limited to the circular shape, and the effect of the present invention can be obtained with other shapes.

【0275】また、上記各実施例では、電流拡散層にA
xGa1-xAs(0≦x≦1)や(AlxGa1-x1-y
InyP(0≦x≦1,0≦y≦1)層を採用したが、
活性層で発生される光に対して透明となるようなバンド
ギャップを有するものであれば他の材料でもよい。
In each of the above embodiments, the current spreading layer is made of A
l x Ga 1-x As (0 ≦ x ≦ 1) or (Al x Ga 1-x ) 1-y
The In y P (0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1) layer is adopted,
Other materials may be used as long as they have a band gap that makes them transparent to the light generated in the active layer.

【0276】また、上記各実施例では、半導体発光素子
の基板としてGaAs基板を用いたが、基板の材料はG
aAsに限らず、AlGaAs系、GaP等のAlGa
InP系、GaN等のAlGaInN系等、化合物半導
体材料であればよく、全ての化合物半導体材料について
本発明の効果が得られる。
In each of the above embodiments, the GaAs substrate is used as the substrate of the semiconductor light emitting element, but the material of the substrate is G
Not limited to aAs, AlGaAs such as AlGaAs system and GaP
Any compound semiconductor material such as InP-based material and AlGaInN-based material such as GaN may be used, and the effects of the present invention can be obtained for all compound semiconductor materials.

【0277】その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲
で、種々変形が可能である。
In addition, various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.

【0278】[0278]

【発明の効果】以上のように本発明(請求項1)に係る
半導体発光素子によれば、活性層を含む積層構造とn型
電極との間に、電流経路調整層をその電流ブロック領域
がn型電極直下に位置するよう配置したので、電流が活
性層のn型電極直下部分の周辺へ広がり、n型電極によ
り遮られる活性層からのLED光を少なくして、光の導
出効率を向上させ、発光半導体素子の高輝度化を図るこ
とができる。
As described above, according to the semiconductor light emitting device of the present invention (Claim 1), the current path adjusting layer is provided between the laminated structure including the active layer and the n-type electrode. Since it is located right under the n-type electrode, the current spreads around the part of the active layer directly under the n-type electrode, reducing the LED light from the active layer that is blocked by the n-type electrode and improving the light extraction efficiency. Therefore, the brightness of the light emitting semiconductor element can be increased.

【0279】また、p型化合物半導体基板を、その表面
に溝が形成された溝形成部分を有し、該溝の斜面の面方
位が、該基板表面の平坦部分の面方位に対して、該基板
上に成長される所定のドーパントを含む電流経路調整層
の導電性に対する選択性を持つ構造としているので、電
流経路調整層をドーパントの選択により、導電性が異な
る電流ブロック領域と電流通過領域とを持つよう1回の
結晶成長工程にて形成可能となる。
Further, the p-type compound semiconductor substrate has a groove forming portion in which a groove is formed on the surface thereof, and the plane orientation of the slope of the groove is relative to the plane orientation of the flat portion of the substrate surface. Since the structure has selectivity for the conductivity of the current path adjusting layer containing a predetermined dopant grown on the substrate, the current path adjusting layer is divided into a current block region and a current passing region having different conductivity by selecting the dopant. Therefore, it can be formed in a single crystal growth step.

【0280】本発明(請求項2)によれば、請求項1に
係る半導体発光素子において、前記化合物半導体基板表
面の平坦部分の面方位を(100)面とし、その溝形成
部分における溝の斜面の面方位をA面とし、前記電流経
路調整層を、その電流ブロック領域がp型の導電型を有
し、その電流通過領域がn型の導電型を有する構造とし
たので、上記電流経路調整層のp型ドーパントにZn、
n型ドーパントにSeを用いることにより、基板の面方
位に基づくp型電流ブロック領域及びn型電流通過領域
の導電性を、該各領域におけるキャリア濃度が高いもの
とでき、電流経路調整層の働きをより効果的なものとで
きる。
According to the present invention (claim 2), in the semiconductor light emitting device according to claim 1, the plane orientation of the flat portion of the surface of the compound semiconductor substrate is the (100) plane, and the slope of the groove in the groove forming portion is Since the plane orientation of A is the A plane and the current path adjusting layer has a structure in which the current block region has a p-type conductivity type and the current passage region has an n-type conductivity type, Zn as the p-type dopant of the layer,
By using Se as the n-type dopant, the conductivity of the p-type current block region and the n-type current passage region based on the plane orientation of the substrate can be made to have a high carrier concentration in each region, and the function of the current path adjusting layer can be obtained. Can be made more effective.

【0281】本発明(請求項3)によれば、請求項1に
係る半導体発光素子において、前記積層構造と電流経路
調整層との間にもn型上クラッド層を設けているため、
積層構造におけるダブルヘテロ接合部を形成するn型上
クラッド層の層厚を薄くでき、電流経路調整層の電流ブ
ロック領域を迂回して活性層のn型電極直下部分に流れ
込む電流を減少させることが可能となる。したがって、
活性層のn型電極直下部分の周辺領域での発光量が増加
し、さらに光の導出効率を向上させることができる。
According to the present invention (Claim 3), in the semiconductor light emitting device according to Claim 1, an n-type upper cladding layer is also provided between the laminated structure and the current path adjusting layer.
The layer thickness of the n-type upper clad layer forming the double heterojunction portion in the laminated structure can be made thin, and the current flowing into the portion directly below the n-type electrode of the active layer by bypassing the current block region of the current path adjusting layer can be reduced. It will be possible. Therefore,
The amount of light emission in the peripheral region immediately below the n-type electrode of the active layer increases, and the light extraction efficiency can be further improved.

【0282】本発明(請求項4)によれば、請求項1に
係る半導体発行素子において、前記電流経路調整層とn
型電極の間に電流拡散層を設けているため、素子表面の
一部に配置されたn型電極と活性層との間で電流を一層
広い範囲に広げることができ、光の導出効率を一層向上
できる。
According to the present invention (claim 4), in the semiconductor light emitting device according to claim 1, the current path adjusting layer and n
Since the current diffusion layer is provided between the type electrodes, the current can be spread over a wider range between the n-type electrode arranged on a part of the device surface and the active layer, and the light extraction efficiency can be further improved. Can be improved.

【0283】本発明(請求項5)によれば、請求項4に
係る半導体発効素子において、積層構造とn型電流拡散
層との間の電流経路調整層に加えて、該電流経路調整層
の内部にも電流経路調整層を備えたので、活性層のn型
電極直下部分に向かう電流を、2箇所,つまり上記2つ
の電流経路調整層の電流ブロック領域にてブロックする
ことができ、活性層のn型電極直下部分に流れ込む電流
をさらに減少させるとともに、電流を、活性層のn型電
極直下部分の外側のより広い範囲に広げることができ
る。これにより光の導出効率をより一層向上させること
ができる。
According to the present invention (claim 5), in the semiconductor effect element according to claim 4, in addition to the current path adjusting layer between the laminated structure and the n-type current diffusion layer, Since the current path adjusting layer is also provided inside, it is possible to block the current flowing directly under the n-type electrode of the active layer at two locations, that is, the current blocking areas of the two current path adjusting layers. It is possible to further reduce the current flowing into the portion directly below the n-type electrode of and to spread the current to a wider range outside the portion immediately below the n-type electrode of the active layer. As a result, the light extraction efficiency can be further improved.

【0284】本発明(請求項6)によれば、請求項1に
係る半導体発光素子において、溝形成部分及び平坦部分
を有する化合物半導体基板を、n型導電性を有するもの
とし、ダブルヘテロ接合部を有する積層構造における下
クラッド層及び上クラッド層の導電型をそれぞれn型及
びp型としたので、n型基板と積層構造のn型下クラッ
ド層との間に、p型電流ブロック領域及びn型電流通過
領域を有する電流経路調整層を配置可能となる。このた
め電流経路調整層を成長する際の下地層の結晶面がだれ
ることがなく、導電性が下地結晶の面方位に依存する電
流経路調整層の各領域でのキャリア濃度をそれぞれの導
電性において大きく設定でき、電流経路調整層の働きを
効果的なものとできる。
According to the present invention (claim 6), in the semiconductor light emitting device according to claim 1, the compound semiconductor substrate having the groove forming portion and the flat portion is made to have n-type conductivity, and the double heterojunction portion is provided. Since the conductivity types of the lower clad layer and the upper clad layer in the laminated structure having the above are n-type and p-type, respectively, the p-type current block region and the n-type lower clad layer are provided between the n-type substrate and the n-type lower clad layer of the laminated structure. It becomes possible to arrange a current path adjusting layer having a mold current passage region. Therefore, the crystal plane of the underlayer does not sag when growing the current path adjusting layer, and the carrier concentration in each region of the current path adjusting layer whose conductivity depends on the plane orientation of the underlayer crystal Can be set to a large value, and the function of the current path adjusting layer can be made effective.

【0285】本発明(請求項7)によれば、請求項1又
は6に係る半導体発光素子において、前記電流経路調整
層の電流ブロック領域を高抵抗領域としたので、上記第
1及び第2のドーパントのうちの一方のドープ量を低減
することができる。
According to the present invention (Claim 7), in the semiconductor light emitting device according to Claim 1 or 6, the current blocking region of the current path adjusting layer is a high resistance region. The doping amount of one of the dopants can be reduced.

【0286】本発明(請求項8)によれば、請求項6に
係る半導体発光素子において、n型基板と電流経路調整
層の間にn型クラッド層を設けているため、積層構造に
おけるダブルヘテロ接合部を形成するn型上クラッド層
の層厚を薄くでき、電流経路調整層の電流ブロック領域
を迂回して活性層のn型電極直下部分に流れ込む電流を
減少させることが可能となる。これにより光の導出効率
を向上させることができる。
According to the present invention (claim 8), in the semiconductor light emitting device according to claim 6, since the n-type cladding layer is provided between the n-type substrate and the current path adjusting layer, the double hetero structure in the laminated structure is provided. The layer thickness of the n-type upper cladding layer forming the junction can be reduced, and the current flowing into the portion directly below the n-type electrode of the active layer can be reduced by bypassing the current block region of the current path adjustment layer. Thereby, the light extraction efficiency can be improved.

【0287】本発明(請求項9)によれば、上記請求項
8に係る半導体発光素子において、電流経路調整層とp
型電極の間に電流拡散層を設けているため、素子表面の
一部に形成されたp型電極と活性層との間で電流を一層
広い範囲に広げることができ、光の導出効率を一層向上
させて、半導体発光素子の高輝度化を図ることができ
る。
According to the present invention (Claim 9), in the semiconductor light emitting device according to Claim 8, a current path adjusting layer and p
Since the current diffusion layer is provided between the type electrodes, the current can be spread over a wider range between the p-type electrode formed on a part of the device surface and the active layer, and the light extraction efficiency can be further improved. It is possible to improve the brightness of the semiconductor light emitting device.

【0288】本発明(請求項10)によれば、上記各請
求項に係る半導体発光素子において、前記化合物半導体
基板と積層構造との間に、活性層からのLED光を反射
する反射層を設けているため、活性層で発光したLED
光のうち基板側に向かう光が、該積層構造に比べて屈折
率の高い基板に吸収されることがなくなり、さらに光の
導出効率を大きく向上させることができる。
According to the present invention (Claim 10), in the semiconductor light emitting device according to each of the above claims, a reflection layer for reflecting LED light from the active layer is provided between the compound semiconductor substrate and the laminated structure. LED that emits light in the active layer
Of the light, the light traveling toward the substrate side is not absorbed by the substrate having a higher refractive index than the laminated structure, and the light extraction efficiency can be greatly improved.

【0289】本発明(請求項11)によれば、上記各請
求項に係る半導体発光素子において、ダブルヘテロ接合
部を有する積層構造を、(AlxGa1-x1-yInyP層
(0≦x≦1,0≦y≦1)から構成しているため、A
l組成の調整により、LED光を赤色から緑色の可視光
領域の光とできる。
According to the present invention (Claim 11), in the semiconductor light emitting device according to each of the above claims, a laminated structure having a double heterojunction portion is formed into an (Al x Ga 1-x ) 1-y In y P layer. Since it is composed of (0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1), A
By adjusting the l composition, the LED light can be changed from red to green in the visible light region.

【0290】本発明(請求項12)によれば、上記請求
項1ないし10のいずれかに係る半導体発光素子におい
て、前記電流経路調整層を、(AlxGa1-x1-yIny
P層(0≦x≦1,0≦y≦1)から構成しているた
め、活性層で発光したLED光が該電流経路調整層にて
吸収されるのを回避することができる。
According to the present invention (claim 12), in the semiconductor light emitting device according to any one of claims 1 to 10, the current path adjusting layer is (Al x Ga 1-x ) 1-y In y
Since it is composed of the P layer (0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1), it is possible to prevent the LED light emitted from the active layer from being absorbed by the current path adjusting layer.

【0291】本発明(請求項13)によれば、上記請求
項1ないし10のいずれかに係る半導体発光素子におい
て、前記電流拡散層をAlxGa1-xAsから構成してい
るため、該電流拡散層における活性層で発光したLED
光の吸収は少なく、また、該電流拡散層とGaAs基板
とが格子整合するため、ダブルヘテロ接合部を有する積
層構造に格子不整合による歪がかかることがなく、該積
層構造を構成する半導体層の結晶性も良好となる。
According to the present invention (Claim 13), in the semiconductor light-emitting device according to any one of Claims 1 to 10, the current diffusion layer is made of Al x Ga 1-x As. LED emitting light from the active layer in the current spreading layer
Light absorption is small, and since the current diffusion layer and the GaAs substrate are lattice-matched, strain due to lattice mismatch is not applied to the laminated structure having the double heterojunction portion, and the semiconductor layer constituting the laminated structure is formed. Also has good crystallinity.

【0292】本発明(請求項14)によれば、上記請求
項1ないし10のいずれかに係る半導体発光素子におい
て、前記電流拡散層を、上記AlxGa1-xAsよりもバ
ンドギャップが広くなるよう(AlxGa1-x1-yIny
P層(0≦x≦1,0≦y≦1)から構成しているた
め、電流拡散層における活性層からのLED光の吸収を
さらに減少させることができ、さらに光の導出効率を向
上させることができる。
According to the present invention (Claim 14), in the semiconductor light-emitting device according to any one of Claims 1 to 10, the current diffusion layer has a wider bandgap than the Al x Ga 1-x As. So that (Al x Ga 1-x ) 1-y In y
Since it is composed of the P layer (0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1), it is possible to further reduce the absorption of LED light from the active layer in the current diffusion layer and further improve the light extraction efficiency. be able to.

【0293】本発明(請求項15)に係る半導体発光素
子の製造方法によれば、p型化合物半導体基板の所定領
域に溝を形成して、該基板上に成長される半導体層の導
電性が、該溝の斜面の面方位及び該基板の平坦部分の面
方位に依存して異なったものとなるようにし、該基板上
にダブルヘテロ接合部を有する積層構造を形成した後、
該積層構造上に電流経路調整層を、その電流ブロック領
域と電流通過領域とが上記溝形成部分及び平坦部分に露
出する結晶面の面方位に依存して形成されるよう成長す
るので、電流ブロック領域を有する半導体発光素子の半
導体積層構造を、1回のMOCVD成長工程にて製造で
きる。
According to the method of manufacturing a semiconductor light-emitting device according to the present invention (claim 15), a groove is formed in a predetermined region of a p-type compound semiconductor substrate, and the conductivity of a semiconductor layer grown on the substrate is improved. , After forming a laminated structure having a double heterojunction portion on the substrate so as to be different depending on the plane orientation of the inclined surface of the groove and the plane orientation of the flat portion of the substrate,
A current path adjusting layer is grown on the laminated structure so that the current block region and the current passage region are formed depending on the plane orientation of the crystal plane exposed in the groove forming portion and the flat portion. A semiconductor laminated structure of a semiconductor light emitting device having a region can be manufactured by one MOCVD growth step.

【0294】このため、工程の簡略化によるコストの低
減及び歩留りの向上を図ることができるばかりでなく、
上記半導体積層構造における再成長界面をなくすことが
でき、再成長界面の酸化や不純物の混入などに起因する
再成長界面での結晶性の問題を排除でき、半導体発光素
子の特性や信頼性を良好なものとできる。
Therefore, not only the cost can be reduced and the yield can be improved by simplifying the process, but also
It is possible to eliminate the regrowth interface in the above semiconductor laminated structure, eliminate the problem of crystallinity at the regrowth interface due to oxidation of the regrowth interface, mixing of impurities, etc., and improve the characteristics and reliability of the semiconductor light emitting device. It can be anything.

【0295】この発明(請求項16)に係る半導体発光
素子の製造方法によれば、n型化合物半導体基板の所定
領域に溝を形成して、該基板上に成長される半導体層の
導電性が、該溝の斜面の面方位及び該基板の平坦部分の
面方位に依存して異なったものとなるようにし、その
後、電流経路調整層を、p型電流ブロック領域とn型電
流通過領域とが基板の各部分の面方位に基づいて形成さ
れるよう成長するので、各導電性の領域のキャリア濃度
が基板表面の面方位に依存する電流経路調整層を、下地
の面方位がだれないよう基板表面上に配置して、所要の
導電型領域のキャリア濃度を高めることができ、電流経
路調整層の働きを効果的なものとできる。
According to the method of manufacturing a semiconductor light emitting device according to the present invention (claim 16), a groove is formed in a predetermined region of an n-type compound semiconductor substrate, and the conductivity of a semiconductor layer grown on the substrate is improved. , And the plane orientation of the inclined surface of the groove and the plane orientation of the flat portion of the substrate are made different, and then the current path adjusting layer is formed between the p-type current block region and the n-type current passage region. Since it grows so as to be formed based on the plane orientation of each part of the substrate, a current path adjusting layer in which the carrier concentration of each conductive region depends on the plane orientation of the substrate surface By disposing it on the surface, the carrier concentration of the required conductivity type region can be increased, and the function of the current path adjusting layer can be made effective.

【0296】本発明(請求項17)によれば、上記半導
体発光素子の製造方法において、前記II族ドーパントに
Zn、VI族ドーパントにSeを用いるため、基板表面の
面方位に依存する、電流経路調整層のp型電流ブロック
領域及びn型電流通過領域でのキャリア濃度を大きく設
定することができる。
According to the present invention (Claim 17), in the method for manufacturing a semiconductor light emitting device, since Zn is used as the II group dopant and Se is used as the VI group dopant, a current path depending on the plane orientation of the substrate surface is used. The carrier concentration in the p-type current block region and the n-type current passage region of the adjustment layer can be set to be large.

【0297】本発明(請求項18)に係る半導体発光素
子によれば、溝形成部分及び平坦部分を有するn型基板
上に、電流経路調整層をその電流ブロック領域が基板の
平坦部分上に位置するよう配置し、p型電極を電流ブロ
ック領域の真上に配置したので、活性層のp型電極直下
部分へ流れ込む電流を減らすとともに、電流を広い範囲
に広げることができ、これにより光の導出効率を向上さ
せ、半導体発光素子の高輝度化を図ることができる。
According to the semiconductor light emitting device of the present invention (claim 18), the current path adjusting layer is located on the flat portion of the substrate on the n-type substrate having the groove forming portion and the flat portion. Since the p-type electrode is arranged right above the current block region, the current flowing into the part directly below the p-type electrode of the active layer can be reduced and the current can be widened to a wide range. The efficiency can be improved and the brightness of the semiconductor light emitting device can be increased.

【0298】また、基板表面の、p型電極の配置部分に
対応する領域が平坦部分となり、それ以外の基板表面が
溝形成領域となっているため、素子表面のp型電極が配
置された部分以外の領域は、基板表面の溝形成領域の凸
凹形状が反映せれて凸凹形状となる。このため、素子表
面のLED光の導出が可能な領域では、素子表面に臨界
角以上で入射するLED光の割合が減少し、光の導出効
率が向上する。
Since the region on the surface of the substrate corresponding to the portion where the p-type electrode is arranged is a flat portion, and the other substrate surface is the groove forming region, the portion where the p-type electrode is arranged on the element surface is formed. Areas other than the area become uneven by reflecting the uneven shape of the groove forming area on the substrate surface. Therefore, in the region where the LED light can be led out on the element surface, the proportion of the LED light incident on the element surface at a critical angle or more is reduced, and the light lead-out efficiency is improved.

【0299】また、活性層の発光領域,つまり電流が電
流ブロック領域を迂回して流れ込む部分は、基板の溝形
成部分上に位置しているため、該発光領域も凸凹形状と
なり、発光領域が平坦である場合にくらべ、発光面積が
増加し、光の導出効率が増加する。
Further, since the light emitting region of the active layer, that is, the portion where the current bypasses the current block region is located on the groove forming portion of the substrate, the light emitting region also becomes uneven, and the light emitting region is flat. As compared with the above case, the light emitting area is increased and the light extraction efficiency is increased.

【0300】加えて、活性層の発光領域は、基板表面
の、A面が露出する溝形成部分上に位置するため、この
部分では、MOCVD法でAlGaInP混晶半導体系
を成長しても、GaAs基板の(100)面上における
ような自然超格子の形成が抑制され、自然超格子に起因
する発光波長の長波長化が抑えられる。このため、設定
波長を得るためのAl組成の増加を低減して高輝度で、
信頼性の高い半導体発光素子が実現できる。
In addition, since the light emitting region of the active layer is located on the groove forming portion on the surface of the substrate where the plane A is exposed, even if an AlGaInP mixed crystal semiconductor system is grown by MOCVD at this portion, GaAs is formed. The formation of a natural superlattice as on the (100) plane of the substrate is suppressed, and the increase in the emission wavelength due to the natural superlattice is suppressed. Therefore, the increase in Al composition for obtaining the set wavelength is reduced, and high brightness is obtained.
A highly reliable semiconductor light emitting device can be realized.

【0301】本発明(請求項19)によれば、請求項1
8に係る半導体発光素子において、電流経路調整層とp
型電極との間にp型電流拡散層を設けているため、電流
を、活性層のp型電極直下部分の周辺に広く広げること
ができ、光の導出効率をより向上させ、半導体発光素子
の高輝度化を図ることができる。
According to the present invention (claim 19), claim 1
In the semiconductor light emitting device according to No. 8, the current path adjusting layer and p
Since the p-type current diffusion layer is provided between the p-type electrode and the p-type electrode, the current can be widely spread around the part directly below the p-type electrode of the active layer, the light extraction efficiency is further improved, and the semiconductor light emitting element Higher brightness can be achieved.

【0302】本発明(請求項20)によれば、請求項1
9に係る半導体発光素子において、電流経路調整層をp
型クラッド層上だけでなく、p型電流拡散層の内部にも
設けているため、活性層のp型電極直下部分に流れ込む
電流をブロックする効果が大きくなり、さらに光の導出
効率を向上させることができる。
According to the present invention (claim 20), claim 1
In the semiconductor light emitting device according to No. 9, the current path adjusting layer is p
Since it is provided not only on the p-type clad layer but also inside the p-type current diffusion layer, the effect of blocking the current flowing into the part directly below the p-type electrode of the active layer is increased, and the light extraction efficiency is further improved. You can

【0303】本発明(請求項21)によれば、請求項1
8に係る半導体発光素子において、溝形成部分及び平坦
部分を有する化合物半導体基板を、p型導電性を有する
ものとし、ダブルヘテロ接合部を有する積層構造におけ
る下クラッド層及び上クラッド層の導電型をそれぞれp
型及びn型としたので、p型基板と積層構造のp型下ク
ラッド層との間に、n型電流ブロック領域及びp型電流
通過領域を有する電流経路調整層を配置可能となる。こ
のため電流経路調整層を成長する際の下地層の結晶面が
だれることがなく、導電性が下地結晶の面方位に依存す
る電流経路調整層の各領域でのキャリア濃度をそれぞれ
の導電性において大きく設定でき、電流経路調整層の働
きを効果的なものとできる。
According to the present invention (claim 21), claim 1
In the semiconductor light emitting device according to No. 8, the compound semiconductor substrate having the groove forming portion and the flat portion has p-type conductivity, and the conductivity types of the lower clad layer and the upper clad layer in the laminated structure having the double hetero junction are set. Each p
Since the p-type substrate and the n-type are used, it is possible to arrange the current path adjusting layer having the n-type current blocking region and the p-type current passage region between the p-type substrate and the p-type lower clad layer of the laminated structure. Therefore, the crystal plane of the underlayer does not sag when growing the current path adjusting layer, and the carrier concentration in each region of the current path adjusting layer whose conductivity depends on the plane orientation of the underlayer crystal Can be set to a large value, and the function of the current path adjusting layer can be made effective.

【0304】本発明(請求項22)によれば、請求項1
8又は21に係る半導体発光素子において、前記電流経
路調整層の電流ブロック領域を高抵抗領域としたので、
上記第1及び第2のドーパントのうちの一方のドープ量
を低減することができる。
According to the present invention (claim 22), claim 1
In the semiconductor light emitting device according to 8 or 21, since the current blocking region of the current path adjusting layer is a high resistance region,
The doping amount of one of the first and second dopants can be reduced.

【0305】本発明(請求項23)によれば、請求項2
1に係る半導体発光素子において、ダブルヘテロ接合部
を有する積層構造と、n型電極との間に電流拡散層を設
けているため、素子表面の一部に形成されたn型電極と
活性層との間で電流を一層広い範囲に広げることがで
き、光の導出効率を一層向上させて、半導体発光素子の
高輝度化を図ることができる。
According to the present invention (claim 23), claim 2
In the semiconductor light emitting device according to No. 1, since the current diffusion layer is provided between the laminated structure having the double heterojunction portion and the n-type electrode, the n-type electrode and the active layer formed on a part of the device surface are formed. The current can be spread over a wider range during this period, the light extraction efficiency can be further improved, and the brightness of the semiconductor light emitting device can be increased.

【0306】また、電流拡散層の導電性がn型となるた
め、p型の電流拡散層に比べキャリアの移動度を大きく
でき、電流の広がりが大きくなり、活性層のn型電極直
下部分以外での発光量が増加し、さらに光の導出効率を
向上させることができる。
Further, since the conductivity of the current diffusion layer is n-type, the mobility of carriers can be increased as compared with the p-type current diffusion layer, the current spread becomes large, and a portion other than the portion directly under the n-type electrode of the active layer is obtained. In this case, the amount of light emitted from the device increases, and the light extraction efficiency can be further improved.

【0307】本発明(請求項24)によれば、請求項1
8ないし23のいずれかの半導体発光素子において、基
板と、ダブルヘテロ接合部を有する積層構造との間に光
反射層を設けているため、活性層で発光した光のうち基
板側に発光した光が、上記積層構造より屈折率の高い基
板に吸収されるのを回避でき、さらに光の導出効率を向
上させることができる。
According to the present invention (claim 24), claim 1
In the semiconductor light-emitting element of any one of 8 to 23, since the light reflection layer is provided between the substrate and the laminated structure having the double heterojunction portion, the light emitted to the substrate side out of the light emitted from the active layer. However, it is possible to avoid absorption by the substrate having a higher refractive index than that of the above laminated structure, and it is possible to further improve the light extraction efficiency.

【0308】本発明(請求項25)に係る半導体発光素
子の製造方法によれば、n型化合物半導体基板の表面
を、その上に成長される半導体層の導電性に対する選択
性を持つよう加工し、その後該基板上に電流経路調整層
を、上記基板表面に露出する結晶面の面方位の違いによ
り電流ブロック領域と電流通過領域とが形成されるよう
成長するので、電流ブロック領域を有する半導体発光素
子を1回のMOCVD成長で製造でき、再成長界面の結
晶性等の問題を回避して、大幅なコスト低減及び歩留ま
り向上を図ることができる。
According to the method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to the present invention (claim 25), the surface of the n-type compound semiconductor substrate is processed so as to have selectivity for the conductivity of the semiconductor layer grown thereon. Then, a current path adjusting layer is grown on the substrate so that a current blocking region and a current passing region are formed due to the difference in the plane orientation of the crystal planes exposed on the substrate surface. The device can be manufactured by MOCVD growth once, and problems such as crystallinity at the regrowth interface can be avoided, and significant cost reduction and yield improvement can be achieved.

【0309】加えて、上記基板の、電流ブロック領域が
形成される表面領域には平坦面が露出し、その電流通過
領域が形成される部分には、基板表面に形成した溝の斜
面が露出しているため、活性層の、該電流通過領域に対
応する発光領域では、GaAs基板上にAlGaInP
を成長した場合の自然超格子の形成が抑えられることと
なり、自然超格子に起因する発光波長の長波長化を回避
することができる。
In addition, a flat surface is exposed in the surface region of the substrate where the current block region is formed, and a slope of the groove formed in the substrate surface is exposed in the portion where the current passing region is formed. Therefore, in the light emitting region of the active layer corresponding to the current passage region, AlGaInP is formed on the GaAs substrate.
The formation of the natural superlattice in the case of growing Cd is suppressed, and it is possible to prevent the emission wavelength from becoming longer due to the natural superlattice.

【0310】本発明(請求項26)に係る半導体発光素
子の製造方法によれば、p型基板の表面に選択的に溝を
形成して、基板表面をその上に成長される半導体層の導
電性に対する選択性を持つようにし、該基板表面上に電
流経路調整層を、該溝形成部分に対応して電流通過領域
が、平坦部分に対応して電流ブロック領域が形成される
よう成長するので、該電流経路調整層の下地の面方位が
だれることがなく、該電流経路調整層の各導電型領域の
キャリア濃度を高めることができ、電流経路調整層の働
きを効果的なものとできる。
According to the method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to the present invention (claim 26), a groove is selectively formed on the surface of a p-type substrate, and the conductivity of the semiconductor layer grown on the surface of the substrate is increased. Since a current path adjusting layer is formed on the surface of the substrate so as to form a current passage region corresponding to the groove forming portion and a current blocking region corresponding to the flat portion, It is possible to increase the carrier concentration in each conductive type region of the current path adjusting layer without sagging the plane orientation of the underlying layer of the current path adjusting layer, and to make the function of the current path adjusting layer effective. .

【0311】本発明(請求項27)によれば、上記請求
項25又は26に係る半導体発光素子の製造方法におい
て、前記II族ドーパントにZn、VI族ドーパントにSe
を用いるため、基板表面の面方位に依存する、電流経路
調整層のp型電流ブロック領域及びn型電流通過領域で
のキャリア濃度を大きく設定することができる。
According to the present invention (claim 27), in the method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to claim 25 or 26, the group II dopant is Zn and the group VI dopant is Se.
Therefore, it is possible to set a large carrier concentration in the p-type current block region and the n-type current passage region of the current path adjustment layer, which depends on the plane orientation of the substrate surface.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施例による半導体発光素子
(発光ダイオード)を説明するための図であり、図1
(a)は該発光ダイオードの断面構造を示す図、図1
(b)及び図1(c)は該発光ダイオードを構成する基
板の構造を示す平面図及び断面図である。
FIG. 1 is a diagram for explaining a semiconductor light emitting device (light emitting diode) according to a first embodiment of the present invention.
1A is a diagram showing a cross-sectional structure of the light emitting diode, FIG.
1B and 1C are a plan view and a cross-sectional view showing the structure of a substrate that constitutes the light emitting diode.

【図2】図2(a)及び図2(b)は上記第1の実施例
による発光ダイオードの製造方法における結晶成長工
程、及び電極となる金属層の形成工程を示す図である。
2 (a) and 2 (b) are views showing a crystal growth step and a metal layer forming step of an electrode in the method for manufacturing the light emitting diode according to the first embodiment.

【図3】本発明の基本原理として、ZnとSeを同時に
ドープして成長したInGaAlP層のキャリア濃度
の、その下地表面の面方位依存性を、実験結果のグラフ
により示す図である。
FIG. 3 is a graph showing the dependence of the carrier concentration of an InGaAlP layer grown by simultaneous doping with Zn and Se on the plane orientation of the underlying surface, as a basic principle of the present invention, by a graph of experimental results.

【図4】本発明の第2の実施例による発光ダイオードの
構造を示す断面図である。
FIG. 4 is a sectional view showing a structure of a light emitting diode according to a second embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第3の実施例による発光ダイオードの
構造を示す断面図である。
FIG. 5 is a sectional view showing a structure of a light emitting diode according to a third embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第4の実施例による発光ダイオードの
構造を示す断面図である。
FIG. 6 is a sectional view showing a structure of a light emitting diode according to a fourth embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第5の実施例による発光ダイオードの
構造を示す断面図である。
FIG. 7 is a sectional view showing a structure of a light emitting diode according to a fifth embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第6の実施例による発光ダイオードの
構造を示す断面図である。
FIG. 8 is a sectional view showing a structure of a light emitting diode according to a sixth embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第7の実施例による発光ダイオードの
構造を示す断面図である。
FIG. 9 is a sectional view showing a structure of a light emitting diode according to a seventh embodiment of the present invention.

【図10】本発明の第8の実施例による発光ダイオード
の構造およびその製造方法を説明するための図であり、
図10(a)はこの発光ダイオードの断面構造を、図1
0(b)は該発光ダイオードを構成する基板の断面構造
を示している。
FIG. 10 is a view for explaining the structure of the light emitting diode and the method for manufacturing the same according to the eighth embodiment of the present invention;
FIG. 10A shows the cross-sectional structure of this light emitting diode as shown in FIG.
Reference numeral 0 (b) shows a cross-sectional structure of a substrate forming the light emitting diode.

【図11】本発明の第9の実施例による発光ダイオード
の構造を示す断面図である。
FIG. 11 is a sectional view showing a structure of a light emitting diode according to a ninth embodiment of the present invention.

【図12】本発明の第10の実施例による発光ダイオー
ドの構造を示す断面図である。
FIG. 12 is a sectional view showing a structure of a light emitting diode according to a tenth embodiment of the present invention.

【図13】本発明の第11の実施例による発光ダイオー
ドの構造を示す断面図である。
FIG. 13 is a sectional view showing a structure of a light emitting diode according to an eleventh embodiment of the present invention.

【図14】上記第11の実施例による発光ダイオードの
製造方法を説明するための図であり、図14(a)はこ
の発光ダイオードに用いる基板の構造を示す断面図、図
14(b)は該基板上に電流経路調整層を形成した状態
を示す断面図である。
14A and 14B are views for explaining a method for manufacturing a light emitting diode according to the eleventh embodiment, FIG. 14A is a sectional view showing a structure of a substrate used for the light emitting diode, and FIG. It is sectional drawing which shows the state which formed the electric current path adjustment layer on this board | substrate.

【図15】本発明の第12の実施例による発光ダイオー
ドの構造を示す断面図である。
FIG. 15 is a sectional view showing a structure of a light emitting diode according to a twelfth embodiment of the present invention.

【図16】本発明の第13の実施例による発光ダイオー
ドの構造を示す断面図である。
FIG. 16 is a sectional view showing a structure of a light emitting diode according to a thirteenth embodiment of the present invention.

【図17】本発明の第14の実施例による発光ダイオー
ドの構造を示す断面図である。
FIG. 17 is a sectional view showing a structure of a light emitting diode according to a fourteenth embodiment of the present invention.

【図18】本発明の第15の実施例による発光ダイオー
ドの構造を示す断面図である。
FIG. 18 is a sectional view showing a structure of a light emitting diode according to a fifteenth embodiment of the present invention.

【図19】従来のpn接合型発光ダイオード(LED素
子)を説明するための断面図であり、図19(a)は該
LED素子における電流分布を、図19(b)は該LE
D素子内部での発光の仕方を示している。
FIG. 19 is a cross-sectional view for explaining a conventional pn junction type light emitting diode (LED element), FIG. 19 (a) shows a current distribution in the LED element, and FIG. 19 (b) shows the LE.
It shows how to emit light inside the D element.

【図20】従来の電流拡散層を有するLED素子の構造
を示す断面図である。
FIG. 20 is a cross-sectional view showing the structure of a conventional LED element having a current spreading layer.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,71,81 p型GaAs基板 1a,31b,51a,71b,81b 溝形成部分 1b,31a,51b,71a,81a 平坦部分 2,74,84 p−AlGaInP下クラッド層 3,33,53,73,83 AlGaInP活性層 4,72,82 n−AlGaInP上クラッド層 4a n−AlGaInP第2上クラッド層 5,35,55,75,85 電流経路調整層 5a,35a,55a,75a,75b2 ,75b3 ,
85a,105a,135a 電流ブロック領域 5b,35b,55b,75b1 ,85b,105b,
135b 電流通過領域 6,106 n−AlGaAs電流拡散層 7,77 n−GaAsコンタクト層 31,51 n型GaAs基板 32,52 n−AlGaInP下クラッド層 34,54 p−AlGaInP上クラッド層 34a p−AlGaInP第2上クラッド層 37,57 p−GaAsコンタクト層 52a n−AlGaInP第2下クラッド層 56,136,156 p−AlGaAs電流拡散層 62 n−AlGaAs下クラッド層 63 AlGaAs活性層 64 p−AlGaAs上クラッド層 76 n−GaP電流拡散層 97 p−GaP電流拡散層 100a〜100k,100m,100n,100p,
100q 半導体発光素子 101,131,151 p型電極 102,132,152 n型電極 105,135 第2の電流経路調整層 106a,136a 電流拡散層下部 106b,136b 電流拡散層上部 110,130,150,160,170,180 積
層構造 109,120 光反射層
1, 71, 81 p-type GaAs substrate 1a, 31b, 51a, 71b, 81b Groove forming portion 1b, 31a, 51b, 71a, 81a Flat portion 2, 74, 84 p-AlGaInP lower cladding layer 3, 33, 53, 73 , 83 AlGaInP active layer 4, 72, 82 n-AlGaInP upper clad layer 4a n-AlGaInP second upper clad layer 5, 35, 55, 75, 85 Current path adjusting layer 5a, 35a, 55a, 75a, 75b2, 75b3,
85a, 105a, 135a Current block area 5b, 35b, 55b, 75b1, 85b, 105b,
135b Current passage area 6,106 n-AlGaAs current diffusion layer 7,77 n-GaAs contact layer 31,51 n-type GaAs substrate 32,52 n-AlGaInP lower clad layer 34,54 p-AlGaInP upper clad layer 34a p-AlGaInP Second upper cladding layer 37, 57 p-GaAs contact layer 52a n-AlGaInP second lower cladding layer 56, 136, 156 p-AlGaAs current spreading layer 62 n-AlGaAs lower cladding layer 63 AlGaAs active layer 64 p-AlGaAs upper cladding layer Layer 76 n-GaP current diffusion layer 97 p-GaP current diffusion layer 100a to 100k, 100m, 100n, 100p,
100q semiconductor light emitting device 101,131,151 p-type electrode 102,132,152 n-type electrode 105,135 second current path adjusting layer 106a, 136a current diffusion layer lower portion 106b, 136b current diffusion layer upper portion 110, 130, 150, 160, 170, 180 Laminated structure 109, 120 Light reflection layer

Claims (27)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 p型化合物半導体基板と、 該基板の表面側にp型下クラッド層,活性層及びn型上
クラッド層を順次積層してなる、ダブルヘテロ接合部を
有する積層構造と、 該積層構造上に形成され、電流をブロックする電流ブロ
ック領域と、電流を通過させる電流通過領域とからな
る、導電型が異なる第1及び第2のドーパントを含む電
流経路調整層と、 該電流経路調整層の上側に、その電流ブロック領域に対
向するよう形成されたn型電極と、 該p型化合物半導体基板の裏面側に形成されたp型電極
とを備え、 該p型化合物半導体基板は、その表面に1つあるいは複
数の溝が形成された溝形成部分を有し、該溝の斜面の面
方位及び該基板表面の平坦部分の面方位が、該基板上に
成長される所定のドーパントを含む半導体領域の導電性
を支配するものであり、 該電流経路調整層の電流ブロック領域は、該溝の斜面の
面方位により第1のドーパントによる導電性を持つよう
形成された領域であり、該電流経路調整層の電流通過領
域は、該基板の平坦部分の面方位により第2のドーパン
トによる導電性を持つよう形成された領域である半導体
発光素子。
1. A p-type compound semiconductor substrate, and a laminated structure having a double heterojunction portion in which a p-type lower clad layer, an active layer and an n-type upper clad layer are sequentially laminated on the front surface side of the substrate, A current path adjusting layer formed on a laminated structure, comprising a current blocking area for blocking a current and a current passing area for allowing a current to pass therethrough, the current path adjusting layer including first and second dopants having different conductivity types, and the current path adjusting layer. An n-type electrode formed on the upper side of the layer so as to face the current block region, and a p-type electrode formed on the back surface side of the p-type compound semiconductor substrate, the p-type compound semiconductor substrate being A groove forming portion having one or a plurality of grooves formed on the surface, and the plane orientation of the inclined surface of the groove and the plane orientation of the flat portion of the substrate surface include a predetermined dopant grown on the substrate. The conductivity of the semiconductor region The current blocking region of the current path adjusting layer is a region formed to have conductivity due to the first dopant due to the plane orientation of the slope of the groove, and the current passing area of the current path adjusting layer The region is a semiconductor light emitting device which is a region formed so as to have conductivity by the second dopant depending on the plane orientation of the flat portion of the substrate.
【請求項2】 請求項1記載の半導体発光素子におい
て、 前記p型化合物半導体基板は、その表面の平坦部分の面
方位を(100)面とし、その溝形成部分における溝の
斜面の面方位をA面としたものであり、 前記電流経路調整層は、その電流ブロック領域がp型の
導電型を有し、その電流通過領域がn型の導電型を有す
るものである半導体発光素子。
2. The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein the p-type compound semiconductor substrate has a plane orientation of a flat portion on a surface thereof as a (100) plane, and a plane orientation of a slope of a groove in a groove forming portion thereof. A semiconductor light emitting element in which the current path adjusting layer has a p-type conductivity type and the current passage area has an n-type conductivity type.
【請求項3】 請求項1記載の半導体発光素子におい
て、 前記電流経路調整層とn型電極との間に形成された第2
のn型上クラッド層を有する半導体発光素子。
3. The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein the second light emitting device is formed between the current path adjusting layer and the n-type electrode.
A semiconductor light emitting device having an n-type upper clad layer.
【請求項4】 請求項1記載の半導体発光素子におい
て、 前記電流経路調整層とn型電極との間に形成され、該電
流経路調整層側での電流経路の断面積がn型電極側に比
べて大きくなるよう電流を拡散するn型電流拡散層を有
する半導体発光素子。
4. The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein the current path adjusting layer is formed between the current path adjusting layer and the n-type electrode, and the cross-sectional area of the current path on the current path adjusting layer side is on the n-type electrode side. A semiconductor light emitting device having an n-type current diffusion layer that diffuses a current so as to be larger than that of the semiconductor light emitting device.
【請求項5】 請求項4記載の半導体発光素子におい
て、 前記n型電流拡散層は、その内部に形成された第2の電
流経路調整層を有するものであり、 該第2の電流経路調整層は、前記p型化合物半導体基板
の溝形成領域における溝の斜面の面方位により第1のド
ーパントによる導電性を持つよう形成された電流ブロッ
ク領域と、該基板の平坦部分の面方位により第2のドー
パントによる導電性を持つよう形成された電流通過領域
とから構成されている半導体発光素子。
5. The semiconductor light emitting device according to claim 4, wherein the n-type current diffusion layer has a second current path adjustment layer formed therein, and the second current path adjustment layer. Is a current block region formed so as to have conductivity by the first dopant due to the plane orientation of the slope of the groove in the groove formation region of the p-type compound semiconductor substrate, and a second direction depending on the plane orientation of the flat portion of the substrate. A semiconductor light emitting device comprising a current passage region formed so as to have conductivity by a dopant.
【請求項6】 n型化合物半導体基板と、 該基板の表面側に形成され、電流をブロックする電流ブ
ロック領域と、電流を通過させる電流通過領域とからな
る、導電型が異なる第1及び第2のドーパントを含む電
流経路調整層と、 該電流経路調整層上にn型クラッド層,活性層及びp型
クラッド層を順次積層してなる、ダブルヘテロ接合部を
有する積層構造と、 該積層構造の上側に該電流経路調整層の電流ブロック領
域に対向するよう形成されたp型電極と、 該n型化合物半導体基板の裏面側に形成されたn型電極
とを備え、 該n型化合物半導体基板は、その表面に1つあるいは複
数の溝が形成された溝形成部分を有し、該溝の斜面の面
方位及び該基板表面の平坦部分の面方位が、該基板上に
成長される所定のドーパントを含む半導体領域の導電性
を支配するものであり、 該電流経路調整層の電流ブロック領域は、該溝の斜面の
面方位により第1のドーパントによる導電性を持つよう
形成された領域であり、該電流経路調整層の電流通過領
域は、該基板の平坦部分の面方位により第2のドーパン
トによる導電性を持つよう形成された領域である半導体
発光素子。
6. An n-type compound semiconductor substrate, first and second conductive types having different conductivity types, which are formed on the front surface side of the substrate and have a current blocking region for blocking a current and a current passing region for passing a current. And a laminated structure having a double heterojunction part, in which an n-type clad layer, an active layer and a p-type clad layer are sequentially laminated on the current path adjustment layer, and a laminated structure of the laminated structure. The n-type compound semiconductor substrate is provided with a p-type electrode formed on the upper side so as to face the current block region of the current path adjusting layer, and an n-type electrode formed on the back surface side of the n-type compound semiconductor substrate. , A groove forming portion having one or more grooves formed on the surface thereof, and the plane orientation of the inclined surface of the groove and the plane orientation of the flat portion of the substrate surface are the predetermined dopants grown on the substrate. Of the semiconductor area containing The current blocking region of the current path adjusting layer is a region formed so as to have conductivity by the first dopant due to the plane orientation of the slope of the groove. The current passing region is a region formed so as to have conductivity by the second dopant due to the plane orientation of the flat portion of the substrate.
【請求項7】 請求項1又は6記載の半導体発光素子に
おいて、 前記電流経路調整層の電流ブロック領域は高抵抗領域で
ある半導体発光素子。
7. The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein the current blocking region of the current path adjusting layer is a high resistance region.
【請求項8】 請求項6記載の半導体発光素子におい
て、 前記n型化合物半導体基板と電流経路調整層との間に形
成された第2のn型下クラッド層を有する半導体発光素
子。
8. The semiconductor light emitting device according to claim 6, further comprising a second n-type lower clad layer formed between the n-type compound semiconductor substrate and the current path adjusting layer.
【請求項9】 請求項8記載の半導体発光素子におい
て、 前記積層構造とp型電極との間に設けられ、該積層構造
側での電流経路の断面積がp型電極側に比べて大きくな
るよう電流を拡散するp型電流拡散層を有する半導体発
光素子。
9. The semiconductor light emitting device according to claim 8, wherein the cross-sectional area of the current path provided between the laminated structure and the p-type electrode is larger than that on the p-type electrode side. A semiconductor light emitting device having a p-type current diffusion layer for diffusing a current.
【請求項10】 請求項1ないし9のいずれかに記載の
半導体発光素子において、 前記化合物半導体基板の表面上に形成され、該活性層で
発生した光を反射する反射層を有する半導体発光素子。
10. The semiconductor light emitting device according to claim 1, further comprising a reflective layer formed on the surface of the compound semiconductor substrate and configured to reflect light generated in the active layer.
【請求項11】 請求項1ないし10のいずれかに記載
の半導体発光素子において、 前記ダブルヘテロ接合部を有する積層構造は、(Alx
Ga1-x1-yInyP層(0≦x≦1,0≦y≦1)か
ら構成されている半導体発光素子。
11. The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein the laminated structure having the double hetero junction is (Al x
Ga 1-x ) 1-y In y P semiconductor light-emitting element composed of a P layer (0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1).
【請求項12】 請求項1ないし10のいずれかに記載
の半導体発光素子において、 前記電流経路調整層は、(AlxGa1-x1-yInyP層
(0≦x≦1,0≦y≦1)から構成されている半導体
発光素子。
12. The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein the current path adjusting layer is an (Al x Ga 1-x ) 1-y In y P layer (0 ≦ x ≦ 1, A semiconductor light emitting device composed of 0 ≦ y ≦ 1).
【請求項13】 請求項1ないし10のいずれかに記載
の半導体発光素子において、 前記電流拡散層は、AlxGa1-xAs(0≦x≦1)か
ら構成されている半導体発光素子。
13. The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein the current diffusion layer is made of Al x Ga 1-x As (0 ≦ x ≦ 1).
【請求項14】 請求項1ないし10のいずれかに記載
の半導体発光素子において、 前記電流拡散層は、Iny(Ga1-xAlx1-yP層(0
≦x≦1,0≦y≦1)から構成されている半導体発光
素子。
14. The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein the current diffusion layer is an In y (Ga 1-x Al x ) 1-y P layer (0.
≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1) A semiconductor light emitting device.
【請求項15】 p型化合物半導体基板の所定領域上に
溝を形成して、該基板上に成長される所定のドーパント
を含む半導体領域の導電性が、該溝の斜面の面方位及び
該基板表面の平坦部分の面方位に依存して異なったもの
となるよう該基板表面を加工する工程と、 該基板の表面側にp型下クラッド層、活性層、及びn型
上クラッド層を順次成長して、ダブルヘテロ接合部を有
する積層構造を形成する工程と、 該積層構造上に電流経路調整層を、導電型の異なる第1
及び第2のドーパントを同時にドープしつつ成長する工
程とを含み、 該電流経路調整層内には、電流をブロックする電流ブロ
ック領域が、該溝の斜面の面方位により第1のドーパン
トによる導電性を持つよう該基板の溝形成部分と対向す
る部分に形成され、電流を通過させる電流通過領域が、
該平坦部分の面方位により第2のドーパントによる導電
性を持つよう該基板の溝形成部分以外の平坦部分と対向
する部分に形成される半導体発光素子の製造方法。
15. A groove is formed on a predetermined region of a p-type compound semiconductor substrate, and the conductivity of the semiconductor region containing a predetermined dopant grown on the substrate is determined by the plane orientation of the slope of the groove and the substrate. A step of processing the surface of the substrate so that it becomes different depending on the plane orientation of the flat part of the surface, and a p-type lower clad layer, an active layer, and an n-type upper clad layer are sequentially grown on the surface side of the substrate. And forming a laminated structure having a double heterojunction portion, and forming a current path adjusting layer on the laminated structure with a first conductive layer having a different conductivity type.
And a step of growing while simultaneously doping the second dopant, wherein a current blocking region for blocking a current is formed in the current path adjusting layer by the first dopant due to the plane orientation of the slope of the groove. Is formed in a portion of the substrate facing the groove forming portion, and has a current passage region for passing a current,
A method of manufacturing a semiconductor light emitting device, which is formed on a portion of a substrate facing a flat portion other than a groove forming portion so as to have conductivity by a second dopant depending on a plane orientation of the flat portion.
【請求項16】 n型化合物半導体基板の所定領域上に
溝を形成して、該基板上に成長される所定のドーパント
を含む半導体領域の導電性が、該溝の斜面の面方位及び
該基板表面の平坦部分の面方位に依存して異なったもの
となるよう該基板表面を加工する工程と、 該基板の表面側に電流経路調整層を、導電型の異なる第
1及び第2のドーパントを同時にドープしつつ形成する
工程と、 該電流経路調整層上にp型下クラッド層、活性層、及び
n型上クラッド層を順次成長して、ダブルヘテロ接合部
を有する積層構造を形成する工程とを含み、 該電流経路調整層内には、電流をブロックする電流ブロ
ック領域が、該溝の斜面の面方位により第1のドーパン
トによる導電性を持つよう該基板の溝形成部分と対向す
る部分に形成され、電流を通過させる電流通過領域が、
該平坦部分の面方位により第2のドーパントによる導電
性を持つよう該基板の溝形成部分以外の平坦部分と対向
する部分に形成される半導体発光素子の製造方法。
16. A groove is formed on a predetermined region of an n-type compound semiconductor substrate, and the conductivity of the semiconductor region containing a predetermined dopant grown on the substrate is determined by the plane orientation of the slope of the groove and the substrate. A step of processing the surface of the substrate so as to be different depending on the plane orientation of the flat part of the surface; a current path adjusting layer on the surface side of the substrate; and first and second dopants having different conductivity types. Forming a p-type lower clad layer, an active layer, and an n-type upper clad layer in sequence on the current path adjusting layer to form a laminated structure having a double heterojunction. In the current path adjusting layer, a current blocking region for blocking current is provided in a portion facing the groove forming portion of the substrate so as to have conductivity by the first dopant due to the plane orientation of the slope of the groove. Formed and passed through the current The current passage area
A method of manufacturing a semiconductor light emitting device, which is formed on a portion of a substrate facing a flat portion other than a groove forming portion so as to have conductivity by a second dopant depending on a plane orientation of the flat portion.
【請求項17】 請求項15あるいは16に記載の半導
体発光素子の製造方法において、 前記第1及び第2の両ドーパントのうちのp型ドーパン
トはZnであり、該両ドーパントのうちのn型ドーパン
トはSeである半導体発光素子の製造方法。
17. The method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to claim 15, wherein the p-type dopant of the first and second dopants is Zn, and the n-type dopant of the both dopants is Zn. Is a method for manufacturing a semiconductor light emitting device, which is Se.
【請求項18】 n型化合物半導体基板と、 該基板の表面側にn型下クラッド層,活性層及びp型上
クラッド層を順次成長してなる、ダブルヘテロ接合部を
有する積層構造と、 該積層構造上に形成され、電流をブロックする電流ブロ
ック領域と、電流を通過させる電流通過領域とからな
る、導電型が異なる第1及び第2のドーパントを含む電
流経路調整層と、 該電流経路調整層の上側にその電流ブロック領域に対向
するよう形成されたp型電極と、 該n型化合物半導体基板の裏面側に形成されたn型電極
とを備え、 該n型化合物半導体基板は、その表面に溝が形成された
溝形成部分を有し、該溝の斜面の面方位及び該基板表面
の平坦部分の面方位が、該基板上に成長される所定のド
ーパントを含む半導体領域の導電性を支配するものであ
り、 該電流経路調整層の電流ブロック領域は、該基板の平坦
部分の面方位により第1のドーパントによる導電性を持
つよう形成された領域であり、該電流経路調整層の電流
通過領域は、該溝の斜面の面方位により第2のドーパン
トによる導電性を持つよう形成された領域である半導体
発光素子。
18. An n-type compound semiconductor substrate, and a laminated structure having a double heterojunction portion in which an n-type lower clad layer, an active layer and a p-type upper clad layer are sequentially grown on the front surface side of the substrate, A current path adjusting layer formed on a laminated structure, comprising a current blocking area for blocking a current and a current passing area for allowing a current to pass therethrough, the current path adjusting layer including first and second dopants having different conductivity types, and the current path adjusting layer. A p-type electrode formed on the upper side of the layer so as to face the current blocking region, and an n-type electrode formed on the back side of the n-type compound semiconductor substrate, the n-type compound semiconductor substrate having a surface thereof. Has a groove forming portion in which a groove is formed, and the plane orientation of the inclined surface of the groove and the plane orientation of the flat portion of the substrate surface make the conductivity of the semiconductor region containing a predetermined dopant grown on the substrate. To rule The current blocking region of the current path adjusting layer is a region formed to have conductivity by the first dopant due to the plane orientation of the flat portion of the substrate, and the current passing region of the current path adjusting layer is the groove. A semiconductor light emitting device, which is a region formed so as to have conductivity by the second dopant depending on the plane orientation of the slope.
【請求項19】 請求項18記載の半導体発光素子にお
いて、 前記電流経路調整層とp型電極との間に形成され、該電
流経路調整層側での電流経路の断面積がp型電極側に比
べて大きくなるよう電流を拡散するp型電流拡散層を有
する半導体発光素子。
19. The semiconductor light emitting device according to claim 18, wherein the current path adjusting layer is formed between the current path adjusting layer and the p-type electrode, and a cross-sectional area of the current path on the current path adjusting layer side is on the p-type electrode side. A semiconductor light emitting device having a p-type current diffusion layer that diffuses a current so as to be larger than that of the semiconductor light emitting device.
【請求項20】 請求項19記載の半導体発光素子にお
いて、 前記p型電流拡散層は、その内部に形成された第2の電
流経路調整層を有するものであり、 該第2の電流経路調整層は、前記n型化合物半導体基板
の平坦部分の面方位により第1のドーパントによる導電
性を持つよう形成された電流ブロック領域と、該基板の
溝形成領域における溝の斜面の面方位により第2のドー
パントによる導電性を持つよう形成された電流通過領域
とから構成されている半導体発光素子。
20. The semiconductor light emitting device according to claim 19, wherein the p-type current diffusion layer has a second current path adjusting layer formed therein, and the second current path adjusting layer. Is a current block region formed so as to have conductivity by the first dopant due to the plane orientation of the flat portion of the n-type compound semiconductor substrate, and a second direction depending on the plane orientation of the slope of the groove in the groove formation region of the substrate. A semiconductor light emitting device comprising a current passage region formed so as to have conductivity by a dopant.
【請求項21】 p型化合物半導体基板と、 該基板の表面側に形成され、電流をブロックする電流ブ
ロック領域と、電流を通過させる電流通過領域とからな
る、導電型が異なる第1及び第2のドーパントを含む電
流経路調整層と、 該電流経路調整層上にp型下クラッド層,活性層及びn
型上クラッド層を順次成長してなるダブルヘテロ接合部
を有する積層構造と、 該積層構造の上側に該電流経路調整層の電流ブロック領
域に対向するよう形成されたn型電極と、 該p型化合物半導体基板の裏面側に形成されたp型電極
とを備え、 該p型化合物半導体基板は、その表面に溝が形成された
溝形成部分を有し、該溝の斜面の面方位及び該基板表面
の平坦部分の面方位が、該基板上に成長される所定のド
ーパントを含む半導体領域の導電性を支配するものであ
り、 該電流経路調整層の電流ブロック領域は、該基板の平坦
部分の面方位により第1のドーパントによる導電性を持
つよう形成された領域であり、該電流経路調整層の電流
通過領域は、該溝の斜面の面方位により第2のドーパン
トによる導電性を持つよう形成された領域である半導体
発光素子。
21. A first and second p-type compound semiconductor substrate, different in conductivity type, each of which is composed of a p-type compound semiconductor substrate, a current block region formed on the front surface side of the substrate for blocking a current, and a current passage region for allowing a current to pass therethrough. And a p-type lower cladding layer, an active layer, and an n-type current path adjusting layer on the current path adjusting layer.
A laminated structure having a double heterojunction part formed by sequentially growing an upper cladding layer, an n-type electrode formed on the upper side of the laminated structure so as to face the current block region of the current path adjusting layer, and the p-type A p-type electrode formed on the back surface side of the compound semiconductor substrate, wherein the p-type compound semiconductor substrate has a groove formation portion in which a groove is formed on the surface thereof, and the plane orientation of the inclined surface of the groove and the substrate. The plane orientation of the flat portion of the surface governs the conductivity of the semiconductor region containing a predetermined dopant grown on the substrate, and the current blocking region of the current path adjusting layer is the flat portion of the substrate. It is a region formed so as to have conductivity by the first dopant depending on the plane orientation, and the current passage region of the current path adjusting layer is formed so as to have conductivity by the second dopant depending on the plane orientation of the slope of the groove. In the area Semiconductor light emitting device.
【請求項22】 請求項18又は21記載の半導体発光
素子において、 前記電流経路調整層の電流ブロック領域は高抵抗領域で
ある半導体発光素子。
22. The semiconductor light emitting device according to claim 18, wherein the current blocking region of the current path adjusting layer is a high resistance region.
【請求項23】 請求項21記載の半導体発光素子にお
いて、 前記積層構造とn型電極との間に設けられ、該積層構造
側での電流経路の断面積がn型電極側に比べて大きくな
るよう電流を拡散するn型電流拡散層を有する半導体発
光素子。
23. The semiconductor light emitting device according to claim 21, wherein the cross-sectional area of the current path provided between the laminated structure and the n-type electrode is larger than that on the n-type electrode side. A semiconductor light emitting device having an n-type current diffusion layer for diffusing a current.
【請求項24】 請求項18ないし23のいずれかに記
載の半導体発光素子において、 前記化合物半導体基板の表面上に形成され、前記活性層
で発生した光を反射する反射層を有する半導体発光素
子。
24. The semiconductor light emitting device according to claim 18, further comprising a reflective layer formed on the surface of the compound semiconductor substrate and configured to reflect the light generated in the active layer.
【請求項25】 n型化合物半導体基板の所定領域上に
溝を形成して、該基板上に成長される所定のドーパント
を含む半導体領域の導電性が、該溝の斜面の面方位及び
該基板表面の平坦部分の面方位に依存して異なったもの
となるよう該基板表面を加工する工程と、 該基板の表面側にn型下クラッド層、活性層、及びp型
上クラッド層を順次成長して、ダブルヘテロ接合部を有
する積層構造を形成する工程と、 該積層構造上に電流経路調整層を、導電型の異なる第1
及び第2のドーパントを同時にドープしつつ形成する工
程とを含み、 該電流経路調整層内には、電流をブロックする電流ブロ
ック領域が、該平坦部分の面方位により第1のドーパン
トによる導電性を持つよう該基板の溝形成部分以外の平
坦部分と対向する部分に形成され、電流を通過させる電
流通過領域が、該溝の斜面の面方位により第2のドーパ
ントによる導電性を持つよう該基板の溝形成部分と対向
する部分に形成される半導体発光素子の製造方法。
25. A groove is formed on a predetermined region of an n-type compound semiconductor substrate, and the conductivity of a semiconductor region containing a predetermined dopant grown on the substrate has a conductivity of the slope of the groove and the substrate. A step of processing the surface of the substrate so as to be different depending on the plane orientation of the flat part of the surface, and an n-type lower clad layer, an active layer, and a p-type upper clad layer are sequentially grown on the surface side of the substrate. And forming a laminated structure having a double heterojunction portion, and forming a current path adjusting layer on the laminated structure with a first conductive layer having a different conductivity type.
And a step of simultaneously forming a second dopant while forming a current blocking region in the current path adjusting layer, the current blocking region having conductivity of the first dopant due to the plane orientation of the flat portion. It is formed in a portion of the substrate that faces the flat portion other than the groove forming portion, and the current passage region through which the current is passed has conductivity of the second dopant due to the plane orientation of the slope of the groove. A method for manufacturing a semiconductor light emitting device, which is formed in a portion facing a groove forming portion.
【請求項26】 p型化合物半導体基板の所定領域上に
溝を形成して、該基板上に成長される所定のドーパント
を含む半導体領域の導電性が該溝の斜面の面方位及び該
基板表面の平坦部分の面方位に依存して異なったものと
なるよう加工する工程と、 該基板の表面側に電流経路調整層を、導電型の異なる第
1及び第2のドーパントを同時にドープしつつ形成する
工程と、 該電流経路調整層上にp型下クラッド層、活性層、及び
n型上クラッド層を順次成長して、ダブルヘテロ接合部
を有する積層構造を形成する工程とを含み、 該電流経路調整層内には、電流をブロックする電流ブロ
ック領域が、該平坦部分の面方位により第1のドーパン
トによる導電性を持つよう該基板の溝形成部分以外の平
坦部分と対向する部分に形成され、電流を通過させる電
流通過領域が、該溝の斜面の面方位により第2のドーパ
ントによる導電性を持つよう該基板の溝形成部分と対向
する部分に形成される半導体発光素子の製造方法。
26. A groove is formed on a predetermined region of a p-type compound semiconductor substrate, and the conductivity of the semiconductor region containing a predetermined dopant grown on the substrate has a plane orientation of a slope of the groove and a surface of the substrate. And a current path adjusting layer is formed on the surface side of the substrate while simultaneously doping the first and second dopants having different conductivity types. And a step of sequentially growing a p-type lower clad layer, an active layer, and an n-type upper clad layer on the current path adjusting layer to form a laminated structure having a double heterojunction portion. A current blocking region for blocking current is formed in the path adjusting layer in a portion facing the flat portion other than the groove forming portion of the substrate so as to have conductivity by the first dopant due to the plane orientation of the flat portion. Passed through the current A method for manufacturing a semiconductor light emitting device, wherein a current passage region to be formed is formed in a portion facing the groove forming portion of the substrate so as to have conductivity by the second dopant due to the plane orientation of the slope of the groove.
【請求項27】 請求項25あるいは26に記載の半導
体発光素子の製造方法において、 前記第1及び第2の両ドーパントのうちp型ドーパント
はZnであり、該両ドーパントのうちn型ドーパントは
Seである半導体発光素子の製造方法。
27. The method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to claim 25, wherein the p-type dopant of the first and second dopants is Zn, and the n-type dopant of the two dopants is Se. And a method for manufacturing a semiconductor light emitting device.
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