JPH10270752A - Semiconductor light-emitting device - Google Patents

Semiconductor light-emitting device

Info

Publication number
JPH10270752A
JPH10270752A JP6879797A JP6879797A JPH10270752A JP H10270752 A JPH10270752 A JP H10270752A JP 6879797 A JP6879797 A JP 6879797A JP 6879797 A JP6879797 A JP 6879797A JP H10270752 A JPH10270752 A JP H10270752A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
light emitting
current
current blocking
type
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP6879797A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3651730B2 (en
Inventor
Hiroyuki Hosobane
弘之 細羽
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Priority to JP06879797A priority Critical patent/JP3651730B2/en
Publication of JPH10270752A publication Critical patent/JPH10270752A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3651730B2 publication Critical patent/JP3651730B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Led Devices (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enhance light picking-up efficiency by efficiently passing current to a light-emitting portion, and by preventing light absorption, oxidation of current diffusion layers, and diffusion of p-type dopants. SOLUTION: An n-type clad layer 2, an active layer 3 and a p-type clad layer 4 are, respectively, provided one after another on an n-type GaAs substrate 1 with a current inhibition layer 6 arranged at the top center thereof. The layer 6 is provided thereon with a p-type current diffusion layer 7 made of a compound semiconductor which contains no Al or has an Al content of more than 0 and less than 0.3, and has a bandgap larger than the active layer 3. A p-type electrode 11 is further provided on the layer 7 in face-to-face relation with the current inhibition layer 6.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば発光ダイオ
ード等の半導体発光素子に関する。
The present invention relates to a semiconductor light emitting device such as a light emitting diode.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、III−V族化合物半導体材料の
うち、AlGaAs系材料またはGaInAs系材料を
用いた半導体発光素子が注目されている。その理由は、
これらの半導体材料が直接遷移型のバンドギャップを有
し、0.7μm〜1.2μm帯の発光が得られるためで
ある。これらの材料系を用いた半導体発光素子は、特
に、赤外通信素子として空間通信や光ファイバ通信に応
用されており、光出力の向上が要求されている。例え
ば、GaAs基板上にこれらの材料系からなる発光部を
備えたpn接合型発光ダイオード(LED)の場合、光
出力を向上させるためには、発光効率を高めることはも
とより、素子内部での光吸収を低減したり、発光部と電
極との相対位置関係を調整したりすることにより、素子
外部への有効な光取り出しを実現することが重要であ
る。
2. Description of the Related Art In recent years, a semiconductor light emitting device using an AlGaAs-based material or a GaInAs-based material among III-V compound semiconductor materials has attracted attention. The reason is,
This is because these semiconductor materials have a direct transition band gap, and light emission in a band of 0.7 μm to 1.2 μm can be obtained. Semiconductor light-emitting devices using these material systems are particularly applied to spatial communication and optical fiber communication as infrared communication devices, and improvement in optical output is required. For example, in the case of a pn junction type light emitting diode (LED) having a light emitting portion made of these materials on a GaAs substrate, in order to improve the light output, not only the light emission efficiency but also the light inside the device must be increased. It is important to realize effective light extraction to the outside of the element by reducing the absorption or adjusting the relative positional relationship between the light emitting unit and the electrode.

【0003】従来、素子外部への光取り出し効率を向上
させる方法の1つとして、発光部と光取り出し側の電極
との間に電流拡散層を設けて、発光部全体に電流を均一
に拡散させる方法が提案されている(例えば、特開平4
−229665号)。この半導体発光素子は、発光部に
AlGaInP系材料を用いた発光ダイオードであり、
AlGaAs系材料およびAlGaInAs系材料を用
いた半導体発光素子とは材料系が異なるが、半導体積層
構造と光取り出し側電極との間に電流拡散層を設ける構
造は同じである。
Conventionally, as one method of improving the light extraction efficiency to the outside of the device, a current diffusion layer is provided between the light emitting portion and the electrode on the light extraction side to diffuse the current uniformly throughout the light emitting portion. A method has been proposed (for example, see
-229665). This semiconductor light emitting device is a light emitting diode using an AlGaInP-based material for a light emitting portion,
Although a semiconductor light emitting device using an AlGaAs-based material and an AlGaInAs-based material has a different material system, the structure in which a current diffusion layer is provided between a semiconductor laminated structure and a light extraction side electrode is the same.

【0004】以下に、提案された半導体発光素子につい
て、図15を用いて説明する。
The proposed semiconductor light emitting device will be described below with reference to FIG.

【0005】この半導体発光素子は、n型GaAs基板
151上に、n型AlGaInP第1クラッド層15
2、AlGaInP活性層153およびp型AlGaI
nP第2クラッド層154からなる半導体積層構造が設
けられ、その上にp型GaInP中間バンドギャップ層
155およびn型AlGaInP電流阻止層156が設
けられている。この電流阻止層156は、中間バンドギ
ャップ層155との選択エッチングにより例えば円形状
に加工されている。その電流阻止層156および中間バ
ンドギャップ層155の上にp型AlGaAs電流拡散
層157が設けられている。電流拡散層157の上には
p型GaAsコンタクト層159を介してp型電極15
11が設けられ、n型基板151側にはn型電極151
0が設けられている。このp型電極1511は、レジス
ト等を用いたリフトオフ法またはエッチングにより電流
阻止層156と対向するように形成され、p型電極15
11が設けられていない部分のコンタクト層159は選
択エッチングにより除去されている。
In this semiconductor light emitting device, an n-type AlGaInP first cladding layer 15 is formed on an n-type GaAs substrate 151.
2. AlGaInP active layer 153 and p-type AlGaI
A semiconductor multilayer structure including an nP second cladding layer 154 is provided, and a p-type GaInP intermediate band gap layer 155 and an n-type AlGaInP current blocking layer 156 are provided thereon. The current blocking layer 156 is processed into, for example, a circular shape by selective etching with the intermediate band gap layer 155. A p-type AlGaAs current diffusion layer 157 is provided on the current blocking layer 156 and the intermediate band gap layer 155. A p-type electrode 15 is formed on the current diffusion layer 157 via a p-type GaAs contact layer 159.
11 are provided, and an n-type electrode 151 is provided on the n-type substrate 151 side.
0 is provided. The p-type electrode 1511 is formed so as to face the current blocking layer 156 by a lift-off method using a resist or the like or by etching.
The portion of the contact layer 159 where 11 is not provided is removed by selective etching.

【0006】この半導体発光素子によれば、p型電極1
511から電流拡散層157へ注入された電流は、電流
拡散層157で電流阻止層156の外側まで広がった
後、p型第2クラッド層154に注入される。このよう
に、p型電極1511の直下以外の広域に発光領域を広
げることができるので、光の取り出し効率を向上させる
ことができる。
According to this semiconductor light emitting device, the p-type electrode 1
The current injected from 511 into the current diffusion layer 157 spreads to the outside of the current blocking layer 156 in the current diffusion layer 157, and is then injected into the p-type second cladding layer 154. As described above, the light-emitting region can be expanded over a wide area other than immediately below the p-type electrode 1511, so that light extraction efficiency can be improved.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図15
に示した従来の半導体発光素子においては、電流拡散層
157にAlを含むAlGaAsを用いているため、発
光部にAlGaAs系材料やGaInAs系材料を用い
た場合に以下のような問題点があった。
However, FIG.
In the conventional semiconductor light emitting device shown in (1), since AlGaAs containing Al is used for the current diffusion layer 157, there are the following problems when using an AlGaAs-based material or a GaInAs-based material for the light emitting portion. .

【0008】第1の問題点は、電流拡散層157中に含
まれるAlの酸化により素子特性が劣化することであ
る。一般に、発光部である活性層153からの発光に対
して電流拡散層157を透明にするためには、電流拡散
層157のバンドギャップを活性層153のバンドギャ
ップより大きくする必要があり、例えば、AlfGa1-f
As活性層153のAl組成fが0.3である赤外発光
素子(発光波長830nm)の場合、AlgGa1-gAs
電流拡散層157のAl組成gを0.4以上に設定しな
ければならない。ところが、Alは化合物の中に含まれ
ていても反応性が高く、大気中の酸素等と結合しやすい
ため、電流拡散層157中のAl組成が大きくなると、
そのAlが大気中の酸素との結合により酸化されて電流
拡散層157の結晶性が低下し、その結果、深い準位の
形成による光の吸収等が発生して素子特性に悪影響を与
えていた。また、半導体発光素子は屋外で表示素子等と
して使用される用途も多く、高温・高湿度の条件下では
より酸化され易くなるため、そのような条件下で動作さ
せる場合には輝度が低下して信頼性が低いものとなって
いた。
The first problem is that device characteristics are deteriorated due to oxidation of Al contained in the current diffusion layer 157. Generally, in order to make the current diffusion layer 157 transparent with respect to light emission from the active layer 153 as a light emitting unit, the band gap of the current diffusion layer 157 needs to be larger than the band gap of the active layer 153. Al f Ga 1-f
In the case of an infrared light emitting device (emission wavelength: 830 nm) in which the Al composition f of the As active layer 153 is 0.3, Al g Ga 1 -g As
The Al composition g of the current diffusion layer 157 must be set to 0.4 or more. However, even if Al is contained in the compound, it has high reactivity and is easily bonded to oxygen or the like in the atmosphere. Therefore, when the Al composition in the current diffusion layer 157 becomes large,
The Al is oxidized by bonding with oxygen in the air, and the crystallinity of the current diffusion layer 157 is reduced. As a result, light absorption or the like due to formation of a deep level occurs, which adversely affects device characteristics. . In addition, semiconductor light-emitting elements are often used outdoors as display elements and the like, and are more easily oxidized under high-temperature and high-humidity conditions. The reliability was low.

【0009】第2の問題点は、電流拡散層157の光吸
収が増大して光の取り出し効率が低下することである。
例えば、AlfGa1-fAs活性層153のAl組成fが
0.5である赤外発光素子(発光波長770nm)の場
合、AlgGa1-gAs電流拡散層157のAl組成gを
それ以上にしなければならない。ところが、Al組成が
0.5以上の領域ではAlGaAsが間接遷移となるの
で、Al組成を大きくしてもバンドギャップがそれほど
増加せず、電流拡散層157による光吸収が増大してい
た。
The second problem is that the light absorption of the current diffusion layer 157 increases and the light extraction efficiency decreases.
For example, in the case of an infrared light emitting device (emission wavelength: 770 nm) in which the Al composition f of the Al f Ga 1 -f As active layer 153 is 0.5, the Al composition g of the Al g Ga 1 -g As current diffusion layer 157 is You have to do more. However, in the region where the Al composition is 0.5 or more, AlGaAs makes an indirect transition, so that even if the Al composition is increased, the band gap does not increase so much, and the light absorption by the current diffusion layer 157 increases.

【0010】第3の問題点は、電流拡散層157中に含
まれるp型ドーパントが発光部に対して悪影響を及ぼす
ことである。例えば、AlgGa1-gAs電流拡散層15
7のAl組成gを0.7以上にした場合、ZnやMg等
のp型ドーパントのイオン化率が低くなるので、所望の
キャリア濃度に設定するためには多量のp型ドーパント
を供給する必要があり、格子位置以外に多くのp型ドー
パントが存在する。ところが、これらのp型ドーパント
が、電流拡散層157等の結晶成長中にクラッド層15
2、154や活性層153に拡散して悪影響を及ぼすた
め、素子特性の低下を招いていた。
A third problem is that the p-type dopant contained in the current diffusion layer 157 has an adverse effect on the light emitting portion. For example, the Al g Ga 1 -g As current diffusion layer 15
If the Al composition g of 7 is 0.7 or more, the ionization rate of a p-type dopant such as Zn or Mg becomes low, so that it is necessary to supply a large amount of the p-type dopant in order to set a desired carrier concentration. Yes, there are many p-type dopants other than lattice positions. However, these p-type dopants cause the cladding layer 15 to grow during crystal growth of the current diffusion layer 157 and the like.
2, 154 and the active layer 153, which adversely affect the device, resulting in deterioration of device characteristics.

【0011】本発明は、このような従来技術の課題を解
決するためになされたものであり、発光部に効率良く電
流を導いて発光効率を高めると共に、電流拡散層による
光吸収や酸化、p型ドーパントの拡散等を防いで光の取
り出し効率を高めた高輝度の半導体発光素子を提供する
ことを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve such problems of the prior art. The present invention efficiently guides a current to a light emitting portion to increase luminous efficiency, and absorbs light by a current diffusion layer, oxidizes light, and reduces p. It is an object of the present invention to provide a high-luminance semiconductor light-emitting device in which diffusion of a type dopant and the like are prevented and light extraction efficiency is enhanced.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明の半導体発光素子
は、基板上に設けられた、発光部を有する化合物半導体
積層構造の上に部分的に電流阻止層が設けられ、該電流
阻止層の上および該電流阻止層が形成されていない半導
体積層構造部分の上にわたって、Alを含まないか、ま
たはAl組成が0より大で0.3以下であり、該発光部
よりもバンドギャップが大きい化合物半導体からなる電
流拡散層が設けられ、さらに該電流拡散層の上に該電流
阻止層と対向するように光取り出し側電極が設けられて
おり、そのことにより上記目的が達成される。
According to the semiconductor light emitting device of the present invention, a current blocking layer is partially provided on a compound semiconductor laminated structure having a light emitting portion provided on a substrate. A compound containing no Al or having an Al composition of greater than 0 and less than or equal to 0.3 and having a band gap larger than that of the light-emitting portion over the semiconductor laminated structure where the current blocking layer is not formed. A current spreading layer made of a semiconductor is provided, and a light extraction side electrode is provided on the current spreading layer so as to face the current blocking layer, thereby achieving the above object.

【0013】本発明の半導体発光素子は、基板上に設け
られた、発光部を有する化合物半導体積層構造の上に、
Alを含まないか、またはAl組成が0より大で0.3
以下であり、該発光部よりもバンドギャップが大きい化
合物半導体からなる第1の電流拡散層が設けられ、該第
1の電流拡散層上に部分的に電流阻止層が設けられ、該
電流阻止層上および該電流阻止層が形成されていない第
1の電流拡散層上にわたって、Alを含まないか、また
はAl組成が0より大で0.3以下であり、該発光部よ
りもバンドギャップが大きい化合物半導体からなる第2
導電型の第2の電流拡散層が設けられ、さらに該第2の
電流拡散層上に該電流阻止層と対向するように光取り出
し側電極が設けられており、そのことにより上記目的が
達成される。
[0013] The semiconductor light emitting device of the present invention comprises a compound semiconductor laminated structure having a light emitting portion provided on a substrate,
Contains no Al or has an Al composition greater than 0 and 0.3
A first current spreading layer made of a compound semiconductor having a band gap larger than that of the light emitting portion is provided; a current blocking layer is provided partially on the first current spreading layer; Above and over the first current spreading layer on which the current blocking layer is not formed, Al is not contained, or the Al composition is greater than 0 and 0.3 or less, and the band gap is larger than that of the light emitting portion. The second compound semiconductor
A second current spreading layer of a conductivity type is provided, and a light extraction side electrode is provided on the second current spreading layer so as to face the current blocking layer, thereby achieving the above object. You.

【0014】前記化合物半導体積層構造が少なくとも第
1導電型の化合物半導体層と第2導電型の化合物半導体
層とを含み、該第1導電型の半導体層を該第2導電型の
半導体層よりも前記基板側に配して設けられ、前記電流
阻止層が、第1導電型の化合物半導体または高抵抗材料
からなっていてもよい。
The compound semiconductor laminated structure includes at least a compound semiconductor layer of the first conductivity type and a compound semiconductor layer of the second conductivity type, and the semiconductor layer of the first conductivity type is more than the semiconductor layer of the second conductivity type. The current blocking layer provided on the substrate side may be made of a first conductivity type compound semiconductor or a high resistance material.

【0015】前記化合物半導体積層構造が少なくとも第
1導電型の化合物半導体層と第2導電型の化合物半導体
層とを含み、該第1導電型の半導体層を該第2導電型の
半導体層よりも前記基板側に配して設けられ、前記電流
阻止層が第2導電型の化合物半導体からなり、該電流阻
止層が形成されていることにより電流阻止層の形成領域
のヘテロバリアが電流阻止層の非形成領域のヘテロバリ
アよりも大きくなっていてもよい。
The compound semiconductor laminated structure includes at least a first conductivity type compound semiconductor layer and a second conductivity type compound semiconductor layer, and the first conductivity type semiconductor layer is more than the second conductivity type semiconductor layer. The current blocking layer is provided on the substrate side, the current blocking layer is made of a second conductivity type compound semiconductor, and since the current blocking layer is formed, a hetero barrier in a region where the current blocking layer is formed is not formed by the current blocking layer. It may be larger than the hetero barrier in the formation region.

【0016】前記電流拡散層が第2導電型で、その材料
がGaP、ZnaMg1-a1-bSeb(0≦a≦1、0≦
b≦1)、Ga1-cIncN(0≦c≦1)、(Alx
1-x1-yInyP(0<x≦0.3、0≦y≦1)、
(AlsGa1-s1-tIntN(0<s≦0.3、0≦t
≦1)または(AlpGa1-p1-qInqAs(0<p≦
0.3、0≦q≦1)からなっていてもよい。
The current diffusion layer is of the second conductivity type, and the material thereof is GaP, Zn a Mg 1 -a S 1 -b Se b (0 ≦ a ≦ 1, 0 ≦
b ≦ 1), Ga 1- c In c N (0 ≦ c ≦ 1), (Al x G
a 1-x ) 1-y In y P (0 <x ≦ 0.3, 0 ≦ y ≦ 1),
(Al s Ga 1-s) 1-t In t N (0 <s ≦ 0.3,0 ≦ t
≦ 1) or (Al p Ga 1-p ) 1-q Inq As (0 <p ≦
0.3, 0 ≦ q ≦ 1).

【0017】前記電流阻止層と前記半導体積層構造との
間に、GanIn1-nP(0≦n≦1)、AlmGa1-m
s(0≦m≦1)、(ZndMg1-d)S1-eSee(0≦
d≦1、0≦e≦1)、GaAIn1-AN(0≦A≦1)
または(AlDGa1-D1-EInEAs(0≦D≦1、0≦
E≦1)からなる保護層が設けられていてもよい。
Gn In 1-n P (0 ≦ n ≦ 1) and Al m Ga 1- mA are provided between the current blocking layer and the semiconductor multilayer structure.
s (0 ≦ m ≦ 1) , (Zn d Mg 1-d) S 1-e Se e (0 ≦
d ≦ 1, 0 ≦ e ≦ 1), Ga A In 1- AN (0 ≦ A ≦ 1)
Or (Al D Ga 1-D) 1-E In E As (0 ≦ D ≦ 1,0 ≦
A protective layer comprising E ≦ 1) may be provided.

【0018】前記発光部がAliGa1-iAs(0≦i≦
1)または(AljGa1-j1-kInkAs(0≦j≦
1、0≦k≦1)からなっていてもよい。
The light emitting portion is formed of Al i Ga 1 -i As (0 ≦ i ≦
1) or (Al j Ga 1-j ) 1-k In k As (0 ≦ j ≦
1, 0 ≦ k ≦ 1).

【0019】以下、本発明の作用について説明する。The operation of the present invention will be described below.

【0020】本発明の半導体発光素子にあっては、電流
拡散層により電流が広げられるので、電極直下以外の広
域に発光領域を広げることができ、光の取り出し効率が
向上する。この電流拡散層のバンドギャップは発光部の
バンドギャップよりも大きくしてあるので、発光部から
の光が電流拡散層で吸収されることはなく、光の取り出
し効率が向上する。さらに、電流拡散層がAlを含まな
いか、またはAl組成が0より大で0.3以下である化
合物半導体からなるので、従来のAlGaAs電流拡散
層を用いた半導体発光素子のように、電流拡散層の酸化
や電流拡散層による光吸収、電流拡散層中に含まれるp
型ドーパントの拡散等が起こらず、素子特性の低下や信
頼性の低下の問題を改善できる。
In the semiconductor light emitting device of the present invention, since the current is spread by the current diffusion layer, the light emitting region can be expanded over a wide area other than immediately below the electrode, and the light extraction efficiency is improved. Since the band gap of the current spreading layer is larger than the band gap of the light emitting section, light from the light emitting section is not absorbed by the current spreading layer, and the light extraction efficiency is improved. Further, since the current diffusion layer does not contain Al or is made of a compound semiconductor having an Al composition of greater than 0 and less than or equal to 0.3, the current diffusion layer differs from the conventional semiconductor light emitting device using the AlGaAs current diffusion layer. Oxidation of the layer, light absorption by the current diffusion layer, p contained in the current diffusion layer
Diffusion of the type dopant does not occur, and the problems of deterioration of device characteristics and reliability can be improved.

【0021】上記半導体積層構造と電流拡散層との間に
電流阻止層を部分的に設けると、電流拡散層に注入され
た電流が電流阻止層の形成されていない領域に効率良く
導かれる。その電流阻止層は光取り出し側電極と対向し
ているので、電極直下以外の領域での発光効率がさらに
向上する。
When a current blocking layer is partially provided between the semiconductor laminated structure and the current diffusion layer, a current injected into the current diffusion layer is efficiently guided to a region where the current blocking layer is not formed. Since the current blocking layer faces the light extraction side electrode, luminous efficiency in a region other than immediately below the electrode is further improved.

【0022】また、電流拡散層を2層にして、その2層
の間に電流阻止層を部分的に設けて光取り出し側電極と
対向させると、電極側の電流拡散層内で電流阻止層の形
成されていない領域に電流を広げた上に、さらに基板側
の電流拡散層内で電流を広げることができるので、より
広い領域で発光が得られる。
When the current diffusion layer is divided into two layers and a current blocking layer is partially provided between the two layers and is opposed to the light extraction side electrode, the current blocking layer in the electrode side current diffusion layer is formed. Since the current can be spread in the current diffusion layer on the substrate side in addition to spreading the current in a region where no light is formed, light emission can be obtained in a wider region.

【0023】上記電流阻止層は、第1導電型の化合物半
導体または高抵抗材料からなっていてもよい。特に、電
流阻止層が高抵抗材料からなる場合には、電流阻止層の
導電型を制御したり、電流阻止層のキャリア濃度を制御
したりする必要が無いため、製造工程が簡略化されると
共に、不純物の再拡散による悪影響等も防ぐことができ
る。
The current blocking layer may be made of a first conductivity type compound semiconductor or a high resistance material. In particular, when the current blocking layer is made of a high resistance material, there is no need to control the conductivity type of the current blocking layer or control the carrier concentration of the current blocking layer, so that the manufacturing process is simplified and In addition, adverse effects due to re-diffusion of impurities can be prevented.

【0024】また、上記電流阻止層は、その電流阻止層
が形成されていることにより形成領域のヘテロバリアを
非形成領域のヘテロバリアよりも大きくするような第2
導電型の化合物半導体からなっていてもよい。この場
合、発光部上の半導体層を全て同じ導電型にできるの
で、製造工程が簡略化されると共に、逆導電型の不純物
の再拡散による悪影響も防ぐことができる。例えば、電
流阻止層を2層構造にしてその間のヘテロバリアを大き
くしたり、電流阻止層とその上の層との間のヘテロバリ
アまたは電流阻止層とその下の層との間のヘテロバリア
を大きくしたりすることができる。
The current blocking layer is formed such that the formation of the current blocking layer makes the heterobarrier in the formation region larger than that in the non-formation region.
It may be made of a conductive type compound semiconductor. In this case, since all the semiconductor layers on the light emitting portion can be of the same conductivity type, the manufacturing process can be simplified, and adverse effects due to re-diffusion of the opposite conductivity type impurity can be prevented. For example, the current blocking layer has a two-layer structure to increase the hetero barrier between them, the hetero barrier between the current blocking layer and the layer above it, or the hetero barrier between the current blocking layer and the layer below it. can do.

【0025】上記電流拡散層としては、例えば、第2導
電型のGaP、ZnaMg1-a1-bSeb(0≦a≦1、
0≦b≦1)、Ga1-cIncN(0≦c≦1)、(Al
xGa1-x1-yInyP(0<x≦0.3、0≦y≦
1)、(AlsGa1-s1-tIntN(0<s≦0.3、
0≦t≦1)または(AlpGa1-p1-qInqAs(0
<p≦0.3、0≦q≦1)等からなるものを用いるこ
とができる。
As the current diffusion layer, for example, GaP of the second conductivity type, Zn a Mg 1 -a S 1 -b Se b (0 ≦ a ≦ 1,
0 ≦ b ≦ 1), Ga 1-c In c N (0 ≦ c ≦ 1), (Al
x Ga 1-x ) 1-y In y P (0 <x ≦ 0.3, 0 ≦ y ≦
1), (Al s Ga 1 -s) 1-t In t N (0 <s ≦ 0.3,
0 ≦ t ≦ 1) or (Al p Ga 1-p ) 1-q Inq As (0
<P ≦ 0.3, 0 ≦ q ≦ 1) and the like can be used.

【0026】GaP層は、従来の半導体発光素子に用い
られているAlGaAs層と異なってAlを含まず、A
lと酸素との結合による酸化が起こらないので、結晶性
の低下や深い準位の形成による光吸収等の素子特性の低
下が生じず、高温・高湿度条件下での輝度の低下も大幅
に改善される。また、GaP層は、従来の半導体発光素
子に用いられているAlGaAs層よりもバンドギャッ
プが大きいので、電流拡散層による発光部からの光の吸
収を低減できる。また、GaP層は、Al組成gを0.
4以上にしたAlgGa1-gAs層よりもZnやMg等の
p型ドーパントのイオン化率が高く、格子位置以外に存
在するp型ドーパントを減少させることができるので、
結晶成長中にp型ドーパントがクラッド層や活性層に拡
散して素子特性に悪影響を及ぼすのを防ぐことができ
る。さらに、GaP層は、その上に直接電極を設けるこ
とができるので、従来の半導体発光素子のようなコンタ
クト層が不要であり、製造工程を少なくして大幅なコス
トの低減が実現できる。
The GaP layer does not contain Al, unlike the AlGaAs layer used in the conventional semiconductor light emitting device.
Since oxidation due to the bond between l and oxygen does not occur, there is no decrease in device characteristics such as deterioration in crystallinity or light absorption due to formation of deep levels, and a significant decrease in luminance under high temperature and high humidity conditions. Be improved. Further, since the GaP layer has a larger band gap than the AlGaAs layer used in the conventional semiconductor light emitting device, the absorption of light from the light emitting portion by the current diffusion layer can be reduced. The GaP layer has an Al composition g of 0.1.
Since the ionization rate of a p-type dopant such as Zn or Mg is higher than that of an Al g Ga 1-g As layer having a thickness of 4 or more, the p-type dopant existing at a position other than the lattice position can be reduced.
It is possible to prevent the p-type dopant from diffusing into the cladding layer or the active layer during the crystal growth and adversely affecting device characteristics. Further, since the GaP layer can be provided with an electrode directly thereon, a contact layer as in a conventional semiconductor light emitting element is not required, and the number of manufacturing steps can be reduced to realize a significant cost reduction.

【0027】ZnaMg1-a1-bSeb(0≦a≦1、0
≦b≦1)層は、GaP層と同様にAlを含まず、Al
と酸素との結合による酸化が起こらないので、結晶性の
低下や深い準位の形成による光吸収等の素子特性の低下
が生じず、高温・高湿度条件下での輝度の低下も大幅に
改善される。また、ZnaMg1-a1-bSeb(0≦a≦
1、0≦b≦1)層は、GaP層よりもさらにバンドギ
ャップを大きくすることができるので、電流拡散層によ
る発光部からの光の吸収をさらに低減できる。さらに、
ZnaMg1-a1-bSeb(0≦a≦1、0≦b≦1)層
は、GaAs基板および発光部との格子整合が可能であ
るので、発光部に対して悪影響を及ぼさない。
Zn a Mg 1-a S 1-b Se b (0 ≦ a ≦ 1,0
≦ b ≦ 1) The layer does not contain Al like the GaP layer,
Oxidation due to the bond between oxygen and oxygen does not occur, so there is no decrease in device characteristics such as reduction in crystallinity or light absorption due to formation of deep levels, and significant reduction in brightness under high temperature and high humidity conditions Is done. In addition, Zn a Mg 1-a S 1-b Se b (0 ≦ a ≦
The 1,0 ≦ b ≦ 1) layer can have a larger band gap than the GaP layer, so that the absorption of light from the light emitting portion by the current diffusion layer can be further reduced. further,
The Zn a Mg 1-a S 1-b Se b (0 ≦ a ≦ 1, 0 ≦ b ≦ 1) layer is capable of lattice matching with the GaAs substrate and the light emitting portion, and thus has a bad influence on the light emitting portion. Has no effect.

【0028】Ga1-cIncN(0≦c≦1)層は、Ga
P層と同様にAlを含まず、Alと酸素との結合による
酸化が起こらないので、結晶性の低下や深い準位の形成
による光吸収等の素子特性の低下が生じず、高温・高湿
度条件下での輝度の低下も大幅に改善される。また、G
1-cIncN(0≦c≦1)層は、GaP層よりもさら
にバンドギャップを大きくすることができるので、電流
拡散層による発光部からの光の吸収をさらに低減でき
る。さらに、GaInN層は、その上に直接電極を設け
ることができるので、従来の半導体発光素子のようなコ
ンタクト層が不要であり、製造工程を少なくして大幅な
コストの低減が実現できる。
The Ga 1-c In c N (0 ≦ c ≦ 1) layer is made of Ga
Like the P layer, it does not contain Al, and does not oxidize due to the bond between Al and oxygen. Therefore, it does not cause deterioration in device characteristics such as deterioration of crystallinity or light absorption due to formation of deep levels, and high temperature and high humidity. The reduction in brightness under conditions is also greatly improved. G
a 1-c In c N ( 0 ≦ c ≦ 1) layer, it is possible to increase further the bandgap than GaP layer, it is possible to further reduce the absorption of light from the light emitting portion due to current spreading layer. Further, since the GaInN layer can be provided with an electrode directly thereon, there is no need for a contact layer as in a conventional semiconductor light emitting device, and the number of manufacturing steps can be reduced to realize a significant cost reduction.

【0029】(AlxGa1-x1-yInyP(0<x≦
0.3、0≦y≦1)層は、Al組成が0.3以下であ
るので電流拡散層が酸化されにくく、信頼性が低下しな
い。また、(AlxGa1-x1-yInyP(0<x≦0.
3、0≦y≦1)層は、Al組成が0.3以下であって
も従来の半導体発光素子に用いられているAlGaAs
層よりもバンドギャップを大きく設定することが可能で
あるので、電流拡散層による発光部からの光の吸収を低
減できる。さらに、(AlxGa1-x1-yInyP(0<
x≦0.3、0≦y≦1)層は、GaAs基板および発
光部との格子整合が可能であるので、発光部に対する悪
影響が生じない。
(Al x Ga 1 -x ) 1 -y In y P (0 <x ≦
In the 0.3, 0 ≦ y ≦ 1) layer, since the Al composition is 0.3 or less, the current diffusion layer is not easily oxidized, and the reliability does not decrease. Also, (Al x Ga 1 -x ) 1 -y In y P (0 <x ≦ 0.
3, 0 ≦ y ≦ 1) layer is made of AlGaAs used in a conventional semiconductor light emitting element even if the Al composition is 0.3 or less.
Since the band gap can be set larger than that of the layer, the absorption of light from the light emitting portion by the current diffusion layer can be reduced. Further, (Al x Ga 1 -x ) 1 -y In y P (0 <
The x ≦ 0.3, 0 ≦ y ≦ 1) layer can be lattice-matched with the GaAs substrate and the light emitting unit, and therefore does not adversely affect the light emitting unit.

【0030】(AlsGa1-s1-tIntN(0<s≦
0.3、0≦t≦1)層は、Al組成が0.3以下であ
るので電流拡散層が酸化されにくく、信頼性が低下しな
い。また、(AlsGa1-s1-tIntN(0<s≦0.
3、0≦t≦1)層は、Al組成が0.3以下であって
もGaP層よりもバンドギャップを大きく設定すること
が可能であるので、電流拡散層による発光部からの光の
吸収を低減できる。さらに、(AlsGa1-s1-tInt
N(0<s≦0.3、0≦t≦1)層は、その上に直接
電極を設けることができるので、従来の半導体発光素子
のようなコンタクト層が不要であり、製造工程を少なく
して大幅なコストの低減が実現できる。
[0030] (Al s Ga 1-s) 1-t In t N (0 <s ≦
In the 0.3, 0 ≦ t ≦ 1) layer, since the Al composition is 0.3 or less, the current diffusion layer is not easily oxidized, and the reliability does not decrease. Further, (Al s Ga 1-s ) 1-t In t N (0 <s ≦ 0.
3, 0 ≦ t ≦ 1) The layer can set the band gap larger than that of the GaP layer even when the Al composition is 0.3 or less, so that the current diffusion layer absorbs light from the light emitting portion. Can be reduced. Further, (Al s Ga 1-s ) 1-t In t
Since an electrode can be directly provided on the N (0 <s ≦ 0.3, 0 ≦ t ≦ 1) layer, a contact layer as in a conventional semiconductor light emitting element is unnecessary, and the number of manufacturing steps is reduced. As a result, a significant cost reduction can be realized.

【0031】(AlpGa1-p1-qInqAs(0<p≦
0.3、0≦q≦1)層は、Al組成が0.3以下であ
るので電流拡散層が酸化されにくく、信頼性が低下しな
い。また、(AlpGa1-p1-qInqAs(0<p≦
0.3、0≦q≦1)層は、Al組成が0.3以下であ
ってもGaInAs等からなる発光部よりもバンドギャ
ップを大きく設定することが可能であるので、電流拡散
層による発光部からの光の吸収を低減できる。
(Al p Ga 1-p ) 1-q In q As (0 <p ≦
In the 0.3, 0 ≦ q ≦ 1) layer, since the Al composition is 0.3 or less, the current diffusion layer is not easily oxidized, and the reliability does not decrease. Also, (Al p Ga 1-p ) 1-q Inq As (0 <p ≦
The 0.3, 0 ≦ q ≦ 1) layer can have a band gap larger than that of the light-emitting portion made of GaInAs or the like even when the Al composition is 0.3 or less, so that light emission by the current diffusion layer is achieved. The absorption of light from the part can be reduced.

【0032】上記電流阻止層と上記半導体積層構造との
間に保護層を設けると、再成長前にAlを含む材料から
なるAlGaAsクラッド層等が露出して酸化されるの
を防ぐことができる。この保護層としては、例えばGa
nIn1-nP(0≦n≦1)、AlmGa1-mAs(0≦m
≦1)、(ZndMg1-d)S1-eSee(0≦d≦1、0
≦e≦1)、GaAIn1-AN(0≦A≦1)または(A
DGa1-D1-EInEAs(0≦D≦1、0≦E≦1)
等からなるものを用いることができる。特に、電流阻止
層との選択エッチングが可能な材料を用いれば、製造工
程が大幅に簡略化される。
By providing a protective layer between the current blocking layer and the semiconductor laminated structure, it is possible to prevent the AlGaAs clad layer made of a material containing Al from being exposed and oxidized before regrowth. As this protective layer, for example, Ga
n In 1-n P (0 ≦ n ≦ 1), Al m Ga 1-m As (0 ≦ m
≦ 1), (Zn d Mg 1-d) S 1-e Se e (0 ≦ d ≦ 1,0
≦ e ≦ 1), Ga A In 1- AN (0 ≦ A ≦ 1) or (A
l D Ga 1-D) 1 -E In E As (0 ≦ D ≦ 1,0 ≦ E ≦ 1)
And the like can be used. In particular, if a material that can be selectively etched with the current blocking layer is used, the manufacturing process is greatly simplified.

【0033】上記発光部としてAliGa1-iAs(0≦
i≦1)層を用いると、0.68μm〜0.86μm帯
の赤外領域において高出力の半導体発光素子が得られ
る。また、上記発光部として(AljGa1-j1-kInk
As(0≦j≦1、0≦k≦1)層を用いると、0.9
5μm〜1.25μm帯の赤外領域において高出力の半
導体発光素子が得られる。
As the light emitting portion, Al i Ga 1 -i As (0 ≦
When the i <1) layer is used, a high-output semiconductor light-emitting device can be obtained in the infrared region in the 0.68 μm to 0.86 μm band. Further, (Al j Ga 1-j ) 1-k In k
When an As (0 ≦ j ≦ 1, 0 ≦ k ≦ 1) layer is used, 0.9
A high-output semiconductor light emitting device can be obtained in the infrared region of the band from 5 μm to 1.25 μm.

【0034】[0034]

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施形態につい
て図面を用いて説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0035】(実施形態1)この実施形態1では、Ga
P電流拡散層を設けたAlGaAs系発光ダイオードに
ついて説明する。
(Embodiment 1) In this embodiment 1, Ga
An AlGaAs-based light emitting diode provided with a P current diffusion layer will be described.

【0036】図1(d)に、実施形態1の半導体発光素
子の断面図を示す。
FIG. 1D is a sectional view of the semiconductor light emitting device of the first embodiment.

【0037】この半導体発光素子は、n型GaAs基板
1上に、n型AlhGa1-hAs(0≦h≦1、例えばh
=0.70、Siキャリア濃度5×1017cm-3、厚み
1.0μm)クラッド層2、AliGa1-iAs(0≦i
≦1、例えばi=0.30、厚み0.5μm)活性層3
およびp型AlhGa1-hAs(0≦h≦1、例えばh=
0.70、Znキャリア濃度5×1017cm-3、厚み
1.0μm)クラッド層4からなる半導体積層構造が設
けられ、その上にp型GanIn1-nP(0≦n≦1、例
えばn=0、厚み0.1μm)保護層5が設けられてい
る。保護層5の中央部上にはn型GaP(例えばSiキ
ャリア濃度2×1018cm-3、厚み0.3μm)電流阻
止層6が円形状に設けられ、その電流阻止層6上および
電流阻止層6が形成されていない保護層5部分上にわた
ってp型GaP(例えばZnキャリア濃度5×1018
-3、厚み5.0μm)電流拡散層7が設けられてい
る。電流拡散層7の中央部上には電流阻止層6と対向す
るようにAu−Zn等からなるp型電極11が円形状に
設けられ、n型基板1側にはAu−Ge等からなるn型
電極10が全面に設けられている。
This semiconductor light emitting device has an n-type Al h Ga 1 -h As (0 ≦ h ≦ 1, for example, h
= 0.70, Si carrier concentration 5 × 10 17 cm −3 , thickness 1.0 μm) Cladding layer 2, Al i Ga 1-i As (0 ≦ i
≦ 1, for example, i = 0.30, thickness 0.5 μm) Active layer 3
And p-type Al h Ga 1-h As (0 ≦ h ≦ 1, for example, h =
(0.70, Zn carrier concentration 5 × 10 17 cm −3 , thickness 1.0 μm) A semiconductor multilayer structure including a cladding layer 4 is provided, and p-type Gn In 1-n P (0 ≦ n ≦ 1) is formed thereon. (For example, n = 0, thickness 0.1 μm). An n-type GaP (for example, Si carrier concentration of 2 × 10 18 cm −3 , thickness 0.3 μm) current blocking layer 6 is provided in a circular shape on the central portion of the protective layer 5. A p-type GaP (for example, a Zn carrier concentration of 5 × 10 18 c) is formed over the protective layer 5 where the layer 6 is not formed.
m −3 , thickness 5.0 μm). A p-type electrode 11 made of Au-Zn or the like is provided in a circular shape on the center of the current diffusion layer 7 so as to face the current blocking layer 6, and an n-type electrode made of Au-Ge or the like is provided on the n-type substrate 1 side. The mold electrode 10 is provided on the entire surface.

【0038】この半導体発光素子は、以下のようにして
作製することができる。
This semiconductor light emitting device can be manufactured as follows.

【0039】まず、図1(a)に示すように、n型Ga
As基板1上に、MOCVD法(有機金属気相成長法)
により、n型AlhGa1-hAsクラッド層2、Ali
1-iAs活性層3、p型AlhGa1-hAsクラッド層
4、p型GanIn1-nP保護層5、n型GaP電流阻止
層6を順次成長させる。
First, as shown in FIG.
MOCVD (metal organic chemical vapor deposition) on As substrate 1
As a result, the n-type Al h Ga 1 -h As clad layer 2, Al i G
An a 1 -i As active layer 3, a p-type Al h Ga 1 -h As clad layer 4, a p-type Gn In 1-n P protective layer 5 and an n-type GaP current blocking layer 6 are sequentially grown.

【0040】次に、図1(b)に示すように、電流阻止
層6上にレジスト12を塗布してエッチングすることに
より、電流阻止層6を円形状に形成する。
Next, as shown in FIG. 1B, a current blocking layer 6 is formed in a circular shape by applying a resist 12 on the current blocking layer 6 and etching it.

【0041】続いて、図1(c)に示すように、レジス
トを除去し、電流阻止層6上および電流阻止層6が形成
されていない保護層5部分上にわたってMOCVD法に
よりp型GaP電流拡散層7を成長させる。
Subsequently, as shown in FIG. 1C, the resist is removed, and p-type GaP current diffusion is performed by MOCVD over the current blocking layer 6 and the protective layer 5 where the current blocking layer 6 is not formed. The layer 7 is grown.

【0042】その後、図1(d)に示すように、電流拡
散層7上にp型電極11を設けて円形状に加工し、基板
1側にn型電極10を設けることにより、本実施形態の
半導体発光素子が完成する。
Thereafter, as shown in FIG. 1D, a p-type electrode 11 is provided on the current diffusion layer 7 and processed into a circular shape, and an n-type electrode 10 is provided on the substrate 1 side. Is completed.

【0043】このようにして得られた本実施形態の半導
体発光素子においては、電流拡散層7がAlを含まない
GaPからなるので、従来の半導体発光素子に比べて、
以下のような4つの改善効果が得られた。第1の改善効
果として、GaP層はAlを含まず、Alの酸化による
結晶性の低下が生じないので、素子の信頼性を大幅に改
善することができた。第2の改善効果として、Ali
1-iAs活性層53のAl組成iが0.3である赤外
発光素子(発光波長830nm)の場合でも、GaP層
のバンドギャップが活性層3のバンドギャップよりも大
きいので、電流拡散層7において活性層3からの発光に
対する吸収が少なく、光の取り出し効率を向上させて高
輝度の半導体発光素子を得ることができた。第3の改善
効果として、GaP層は、Al組成gを0.4以上にし
たAlgGa1-gAs層よりもZnやMg等のp型ドーパ
ントのイオン化率が大きいので、格子位置以外に存在す
るp型ドーパントが減少し、結晶成長中のp型ドーパン
トの拡散を低減させて素子特性を大幅に改善することが
できた。第4の改善効果として、GaP層は、その上に
直接電極を設けることができるので、従来の半導体発光
素子のようなGaAsコンタクト層が不要であり、コン
タクト層の成長工程とエッチング工程とを簡略化して大
幅なコストの低減を実現できた。
In the thus obtained semiconductor light emitting device of the present embodiment, the current diffusion layer 7 is made of GaP containing no Al, so that it is
The following four improvement effects were obtained. As a first improvement effect, the GaP layer does not contain Al, and the crystallinity does not decrease due to oxidation of Al. Therefore, the reliability of the device can be greatly improved. As a second improvement effect, Al i G
Even in the case of an infrared light-emitting element (emission wavelength: 830 nm) in which the Al composition i of the a 1-i As active layer 53 is 0.3, the band gap of the GaP layer is larger than the band gap of the active layer 3, so that current diffusion is performed. In the layer 7, the absorption of light emitted from the active layer 3 was small, and the light extraction efficiency was improved, so that a high-luminance semiconductor light emitting device could be obtained. As a third improvement effect, the GaP layer has a higher ionization rate of a p-type dopant such as Zn or Mg than the Al g Ga 1-g As layer in which the Al composition g is 0.4 or more. The amount of the p-type dopant present was reduced, and the diffusion of the p-type dopant during the crystal growth was reduced, thereby greatly improving the device characteristics. As a fourth improvement effect, since a GaP layer can be provided with an electrode directly thereon, a GaAs contact layer as in a conventional semiconductor light emitting element is unnecessary, and the growth and etching steps of the contact layer are simplified. And realized a significant cost reduction.

【0044】本実施形態の半導体発光素子に対して、順
方向に電圧を印加して50mAの電流を流したところ、
ピーク波長830nmで光出力が1.8mWを越える発
光が得られた。これに対して、従来の半導体発光素子で
は、光出力が1mW程度しか得られなかった。
When a voltage of 50 mA was applied to the semiconductor light emitting device of this embodiment by applying a voltage in the forward direction,
Light emission with a light output exceeding 1.8 mW was obtained at a peak wavelength of 830 nm. On the other hand, in the conventional semiconductor light emitting device, an optical output of only about 1 mW was obtained.

【0045】なお、本実施形態においてはMOCVD法
により各半導体層を成長させたが、MBE法(分子線エ
ピタキシャル法)やMOMBE法(有機金属分子線エピ
タキシャル法)等を用いてもよい。
In this embodiment, each semiconductor layer is grown by MOCVD. However, MBE (molecular beam epitaxy), MOMBE (organic metal molecular beam epitaxy) or the like may be used.

【0046】(実施形態2)この実施形態2では、実施
形態1のn型GaP電流阻止層の代わりにn型(Alv
Ga1-v1-wInwP(0<v≦1、0≦w≦1)電流
阻止層を設けた半導体発光素子について説明する。
(Embodiment 2) In Embodiment 2, instead of the n-type GaP current blocking layer of Embodiment 1, an n-type (Al v
Ga 1-v) 1-w In w P (0 <v ≦ 1,0 ≦ w ≦ 1) semiconductor light-emitting device having a current blocking layer will be described.

【0047】図2に、実施形態2の半導体発光素子の断
面図を示す。
FIG. 2 is a sectional view of the semiconductor light emitting device of the second embodiment.

【0048】この半導体発光素子は、n型GaAs基板
21上に、n型AlhGa1-hAs(0≦h≦1、例えば
h=0.50、Siキャリア濃度5×1017cm-3)ク
ラッド層22、AliGa1-iAs(0≦i≦1、例えば
i=0.30)活性層23およびp型AlhGa1-hAs
(0≦h≦1、例えばh=0.50、Znキャリア濃度
5×1017cm-3)クラッド層24からなる半導体積層
構造が設けられ、その上にp型GanIn1-nP(0≦n
≦1、例えばn=0)保護層25が設けられている。保
護層25の中央部上にはn型(AlvGa1-v1-wInw
P(0<v≦1、0≦w≦1、例えばv=0.20、w
=0.50、Siキャリア濃度2×1018cm-3)電流
阻止層26が円形状に設けられ、その電流阻止層26上
および電流阻止層26が形成されていない保護層25部
分上にわたってp型GaP(例えばZnキャリア濃度5
×1018cm-3)電流拡散層27が設けられている。電
流拡散層27の中央部上には電流阻止層26と対向する
ようにp型電極211が円形状に設けられ、n型基板2
1側にはn型電極210が全面に設けられている。
In this semiconductor light emitting device, n-type Al h Ga 1 -h As (0 ≦ h ≦ 1, for example, h = 0.50, Si carrier concentration 5 × 10 17 cm −3) is formed on an n-type GaAs substrate 21. ) Cladding layer 22, Al i Ga 1-i As (0 ≦ i ≦ 1, for example, i = 0.30) active layer 23 and p-type Al h Ga 1-h As
(0 ≦ h ≦ 1, for example, h = 0.50, Zn carrier concentration 5 × 10 17 cm −3 ) A semiconductor multilayer structure including the cladding layer 24 is provided, and a p-type Ga n In 1-n P ( 0 ≦ n
.Ltoreq.1, for example, n = 0) The protective layer 25 is provided. An n-type (Al v Ga 1 -v ) 1-w In w
P (0 <v ≦ 1, 0 ≦ w ≦ 1, for example, v = 0.20, w
= 0.50, Si carrier concentration 2 × 10 18 cm −3 ) The current blocking layer 26 is provided in a circular shape, and p is applied over the current blocking layer 26 and the protective layer 25 where the current blocking layer 26 is not formed. GaP (eg, Zn carrier concentration 5)
× 10 18 cm −3 ) A current diffusion layer 27 is provided. On the central portion of the current diffusion layer 27, a p-type electrode 211 is provided in a circular shape so as to face the current blocking layer 26, and the n-type substrate 2
On one side, an n-type electrode 210 is provided on the entire surface.

【0049】本実施形態の半導体発光素子においては、
電流阻止層26が(AlvGa1-v1-wInwP(0<v
≦1、0≦w≦1)からなるので、適切なエッチャント
を用いればGaInP保護層25とのエッチング速度に
差が生じるため、選択エッチングを行って製造工程を簡
略化すると共に、歩留りを向上させることができた。
In the semiconductor light emitting device of this embodiment,
Current blocking layer 26 is (Al v Ga 1-v) 1-w In w P (0 <v
≦ 1, 0 ≦ w ≦ 1), the use of an appropriate etchant causes a difference in the etching rate with respect to the GaInP protective layer 25. Therefore, selective etching is performed to simplify the manufacturing process and improve the yield. I was able to.

【0050】(実施形態3)この実施形態3では、実施
形態1のn型GaP電流阻止層の代わりにn型Alu
1-uAs(0<u≦1)電流阻止層を設けた半導体発
光素子について説明する。
[0050] (Embodiment 3) In Embodiment 3, n-type Al u G instead of n-type GaP current blocking layer of the first embodiment
A semiconductor light emitting device provided with a 1-u As (0 <u ≦ 1) current blocking layer will be described.

【0051】図3に、実施形態3の半導体発光素子の断
面図を示す。
FIG. 3 shows a sectional view of the semiconductor light emitting device of the third embodiment.

【0052】この半導体発光素子は、n型GaAs基板
31上に、n型AlhGa1-hAs(0≦h≦1、例えば
h=0.30、Siキャリア濃度5×1017cm-3)ク
ラッド層32、AliGa1-iAs(0≦i≦1、例えば
i=0.10)活性層33およびp型AlhGa1-hAs
(0≦h≦1、例えばh=0.30、Znキャリア濃度
5×1017cm-3)クラッド層34からなる半導体積層
構造が設けられ、その上にp型GanIn1-nP(0≦n
≦1、例えばn=0)保護層35が設けられている。保
護層35の中央部上にはn型AluGa1-uAs(0<u
≦1、例えばu=0.30、Siキャリア濃度2×10
18cm-3)電流阻止層36が円形状に設けられ、その電
流阻止層36上および電流阻止層36が形成されていな
い保護層35部分上にわたってp型GaP(例えばZn
キャリア濃度5×1018cm-3)電流拡散層37が設け
られている。電流拡散層37の中央部上には電流阻止層
36と対向するようにp型電極311が円形状に設けら
れ、n型基板31側にはn型電極310が全面に設けら
れている。
In this semiconductor light emitting device, n-type Al h Ga 1 -h As (0 ≦ h ≦ 1, for example, h = 0.30, Si carrier concentration 5 × 10 17 cm −3) is formed on an n-type GaAs substrate 31. ) Cladding layer 32, Al i Ga 1-i As (0 ≦ i ≦ 1, for example, i = 0.10) active layer 33 and p-type Al h Ga 1-h As
(0 ≦ h ≦ 1, for example, h = 0.30, Zn carrier concentration 5 × 10 17 cm −3 ) A semiconductor multilayer structure including the cladding layer 34 is provided, and p-type Gn In 1-n P ( 0 ≦ n
.Ltoreq.1, for example, n = 0) A protective layer 35 is provided. On the central portion of the protective layer 35, n-type Al u Ga 1-u As (0 <u
≦ 1, for example, u = 0.30, Si carrier concentration 2 × 10
18 cm −3 ) A current blocking layer 36 is provided in a circular shape, and p-type GaP (for example, Zn) is formed over the current blocking layer 36 and the protective layer 35 where the current blocking layer 36 is not formed.
Carrier concentration 5 × 10 18 cm −3 ) A current diffusion layer 37 is provided. A p-type electrode 311 is provided in a circular shape on the center of the current diffusion layer 37 so as to face the current blocking layer 36, and an n-type electrode 310 is provided on the entire surface of the n-type substrate 31.

【0053】本実施形態の半導体発光素子においては、
電流阻止層36がAluGa1-uAs(0<u≦1)から
なるので、適切なエッチャントを用いればGaInP保
護層35とのエッチング速度に差が生じ、このエッチン
グ速度の差を実施形態2のAlGaInP電流阻止層よ
りも大きくすることができるので、さらに確実に選択エ
ッチングを行って製造工程を簡略化すると共に、歩留り
を向上させることができた。
In the semiconductor light emitting device of this embodiment,
Since the current blocking layer 36 is made of Al u Ga 1-u As (0 <u ≦ 1), if an appropriate etchant is used, there will be a difference in the etching rate with the GaInP protective layer 35. 2 can be made larger than the AlGaInP current blocking layer, so that selective etching can be performed more reliably to simplify the manufacturing process and improve the yield.

【0054】(実施形態4)この実施形態4では、Ga
P電流拡散層を設けたAlGaInAs系発光ダイオー
ドについて説明する。
(Embodiment 4) In this embodiment 4, Ga
An AlGaInAs-based light emitting diode provided with a P current diffusion layer will be described.

【0055】図4に、実施形態4の半導体発光素子の断
面図を示す。
FIG. 4 is a sectional view of a semiconductor light emitting device according to the fourth embodiment.

【0056】この半導体発光素子は、n型GaAs基板
41上に、n型AlhGa1-hAs(0≦h≦1、例えば
h=0.30、Siキャリア濃度5×1017cm-3)ク
ラッド層42、(AljGa1-j1-kInkAs(0≦j
≦1、0≦k≦1、例えばj=0、k=0.80)活性
層43およびp型AlhGa1-hAs(0≦h≦1、例え
ばh=0.30、Znキャリア濃度5×1017cm-3
クラッド層44からなる半導体積層構造が設けられ、そ
の上にp型GanIn1-nP(0≦n≦1、例えばn=
0.50)保護層45が設けられている。保護層45の
中央部上にはn型(AlvGa1-v1-wInwP(0≦v
≦1、0≦w≦1、例えばv=0.70、w=0.5
0、Siキャリア濃度2×1018cm-3)電流阻止層4
6が円形状に設けられ、その電流阻止層46上および電
流阻止層46が形成されていない保護層45部分上にわ
たってp型GaP(例えばZnキャリア濃度5×1018
cm−3)電流拡散層47が設けられている。電流拡散
層47の中央部上には電流阻止層46と対向するように
p型電極411が円形状に設けられ、n型基板41側に
はn型電極410が全面に設けられている。
This semiconductor light emitting device has an n-type GaAs substrate 41 on an n-type Al h Ga 1 -h As (0 ≦ h ≦ 1, for example, h = 0.30, Si carrier concentration 5 × 10 17 cm −3). ) Cladding layer 42, (Al j Ga 1-j ) 1-k In k As (0 ≦ j
≦ 1,0 ≦ k ≦ 1, for example, j = 0, k = 0.80) active layer 43 and p-type Al h Ga 1-h As ( 0 ≦ h ≦ 1, for example, h = 0.30, Zn carrier concentration 5 × 10 17 cm -3 )
The semiconductor multilayer structure composed of the cladding layer 44 is provided, p-type Ga n In 1-n P ( 0 ≦ n ≦ 1 thereon, for example, n =
0.50) A protective layer 45 is provided. An n-type (Al v Ga 1-v ) 1-w In w P (0 ≦ v) is formed on the central portion of the protective layer 45.
≦ 1, 0 ≦ w ≦ 1, for example, v = 0.70, w = 0.5
0, Si carrier concentration 2 × 10 18 cm −3 ) Current blocking layer 4
6, a p-type GaP (for example, a Zn carrier concentration of 5 × 10 18) is formed over the current blocking layer 46 and over the protective layer 45 where the current blocking layer 46 is not formed.
cm −3 ) The current diffusion layer 47 is provided. A p-type electrode 411 is provided in a circular shape on the center of the current diffusion layer 47 so as to face the current blocking layer 46, and an n-type electrode 410 is provided on the entire surface of the n-type substrate 41.

【0057】本実施形態の半導体発光素子においては、
電流拡散層47がGaPからなるので、AlGaInA
s系材料からなる活性層43に対しても充分にバンドギ
ャップを大きくすることができ、電流拡散層47におい
て活性層43からの発光に対する吸収が生じず、光の取
り出し効率を向上させて高輝度の半導体発光素子を得る
ことができた。
In the semiconductor light emitting device of this embodiment,
Since the current diffusion layer 47 is made of GaP,
The band gap can be sufficiently increased even with respect to the active layer 43 made of an s-based material, the light emission from the active layer 43 is not absorbed in the current diffusion layer 47, and the light extraction efficiency is improved to increase the brightness. Was obtained.

【0058】本実施形態の半導体発光素子に対して、順
方向に電圧を印加して50mAの電流を流したところ、
ピーク波長980nmで光出力が1.2mWを越える発
光が得られた。これに対して、従来の半導体発光素子で
は、光出力が0.5mW程度しか得られなかった。
When a voltage of 50 mA was applied to the semiconductor light emitting device of this embodiment by applying a voltage in the forward direction,
Light emission with a light output exceeding 1.2 mW was obtained at a peak wavelength of 980 nm. On the other hand, in the conventional semiconductor light emitting device, an optical output of only about 0.5 mW was obtained.

【0059】(実施形態5)この実施形態5では、実施
形態1の電流拡散層を2層構造とし、その間に電流阻止
層を設けた半導体発光素子について説明する。
(Embodiment 5) In Embodiment 5, a semiconductor light emitting device in which the current diffusion layer of Embodiment 1 has a two-layer structure and a current blocking layer is provided between them will be described.

【0060】図5に、実施形態5の半導体発光素子の断
面図を示す。
FIG. 5 is a sectional view of the semiconductor light emitting device of the fifth embodiment.

【0061】この半導体発光素子は、n型GaAs基板
51上に、n型AlGa1-hAs(0≦h≦1、例え
ばh=0.30、Siキャリア濃度5×1017cm-3
クラッド層52、AliGa1-iAs(0≦i≦1、例え
ばi=0.10)活性層53およびp型AlhGa1-h
s(0≦h≦1、例えばh=0.30、Znキャリア濃
度5×1017cm-3)クラッド層54からなる半導体積
層構造が設けられ、その上にp型GaP(例えばZnキ
ャリア濃度5×1018cm-3)第1電流拡散層57aお
よびp型GanIn1-nP(0≦n≦1、例えばn=0.
50)保護層55が設けられている。保護層55の中央
部上にはn型(AlvGa1-v1-wInwP(0≦v≦
1、0≦w≦1、例えばv=0.70、w=0.50、
Siキャリア濃度2×1018cm-3)電流阻止層56が
円形状に設けられ、その電流阻止層56上および電流阻
止層56が形成されていない保護層55部分上にわたっ
てp型GaP(例えばZnキャリア濃度5×1018cm
-3)第2電流拡散層57bが設けられている。第2電流
拡散層57bの中央部上には電流阻止層56と対向する
ようにp型電極511が円形状に設けられ、n型基板5
1側にはn型電極510が全面に設けられている。
In this semiconductor light emitting device, n-type Al h Ga 1 -h As (0 ≦ h ≦ 1, for example, h = 0.30, Si carrier concentration 5 × 10 17 cm −3) is formed on an n-type GaAs substrate 51. )
Cladding layer 52, Al i Ga 1-i As (0 ≦ i ≦ 1, for example, i = 0.10) active layer 53 and p-type Al h Ga 1-h A
s (0 ≦ h ≦ 1, for example, h = 0.30, Zn carrier concentration of 5 × 10 17 cm −3 ) A semiconductor multilayer structure including a cladding layer 54 is provided, and p-type GaP (for example, Zn carrier concentration of 5 × 10 18 cm −3 ) First current diffusion layer 57 a and p-type Gn In 1-n P (0 ≦ n ≦ 1, for example, n = 0.
50) A protective layer 55 is provided. An n-type (Al v Ga 1 -v ) 1-w In w P (0 ≦ v ≦
1, 0 ≦ w ≦ 1, for example, v = 0.70, w = 0.50,
Si carrier concentration 2 × 10 18 cm −3 ) A current blocking layer 56 is provided in a circular shape, and p-type GaP (for example, Zn) is formed over the current blocking layer 56 and the protective layer 55 where the current blocking layer 56 is not formed. Carrier concentration 5 × 10 18 cm
-3 ) The second current diffusion layer 57b is provided. A p-type electrode 511 is provided in a circular shape on the center of the second current diffusion layer 57b so as to face the current blocking layer 56, and the n-type substrate 5
On one side, an n-type electrode 510 is provided on the entire surface.

【0062】本実施形態の半導体発光素子においては、
2層構造の電流拡散層57a、57bの間に電流阻止層
56が設けられているので、第2電流拡散層57b内で
電流阻止層56の周辺部まで広げられた電流が、第1電
流拡散層57a内でさらに広げられてp型電極511直
下以外の広い領域の活性層53に効率良く導かれ、発光
領域を広げて光の取り出し効率をさらに向上させること
ができた。
In the semiconductor light emitting device of this embodiment,
Since the current blocking layer 56 is provided between the current spreading layers 57a and 57b having the two-layer structure, the current spread to the peripheral portion of the current blocking layer 56 in the second current spreading layer 57b is reduced by the first current spreading. The light was further expanded in the layer 57a and efficiently guided to the active layer 53 in a wide area other than immediately below the p-type electrode 511, and the light-emitting area was expanded to further improve the light extraction efficiency.

【0063】本実施形態の半導体発光素子に対して、順
方向に電圧を印加して50mAの電流を流したところ、
ピーク波長850nmで光出力が2.0mWを越える発
光が得られた。これに対して、従来の半導体発光素子で
は、光出力が1.0mW程度しか得られなかった。
When a voltage of 50 mA was applied to the semiconductor light emitting device of this embodiment in the forward direction to apply a voltage,
Light emission with a light output exceeding 2.0 mW was obtained at a peak wavelength of 850 nm. On the other hand, in the conventional semiconductor light emitting device, an optical output of only about 1.0 mW was obtained.

【0064】(実施形態6)この実施形態6では、実施
形態1のn型電流阻止層の代わりに2層構造のp型電流
阻止層を設けてその形成領域のヘテロバリアを非形成領
域のヘテロバリアよりも大きくした半導体発光素子につ
いて説明する。
(Embodiment 6) In this embodiment 6, a p-type current blocking layer having a two-layer structure is provided in place of the n-type current blocking layer of the first embodiment, and the hetero barrier in the formation region is made higher than the hetero barrier in the non-formation region. A semiconductor light emitting device having a larger size will be described.

【0065】図6に、実施形態6の半導体発光素子の断
面図を示す。
FIG. 6 is a sectional view of a semiconductor light emitting device according to the sixth embodiment.

【0066】この半導体発光素子は、n型GaAs基板
61上に、n型AlhGa1-hAs(0≦h≦1、例えば
h=0.50、Siキャリア濃度5×1017cm-3)ク
ラッド層62、AliGa1-iAs(0≦i≦1、例えば
i=0.30)活性層63およびp型AlhGa1-hAs
(0≦h≦1、例えばh=0.50、Znキャリア濃度
5×1017cm-3)クラッド層64からなる半導体積層
構造が設けられ、その中央部上にp型GaAs(例えば
Znキャリア濃度1×1017cm-3)第1電流阻止層6
6およびp型(AlvGa1-v1-wInwP(0≦v≦
1、0≦w≦1、例えばv=0.70、w=0.50、
Znキャリア濃度1×1017cm-3)第2電流阻止層6
8が円形状に設けられ、その電流阻止層66、68上お
よび電流阻止層66、68が形成されていない半導体積
層構造上にわたってp型GaP(例えばZnキャリア濃
度5×1018cm-3)電流拡散層67が設けられてい
る。電流拡散層67の中央部上には電流阻止層66、6
8と対向するようにp型電極611が円形状に設けら
れ、n型基板61側にはn型電極610が全面に設けら
れている。
In this semiconductor light emitting device, an n-type Al h Ga 1 -h As (0 ≦ h ≦ 1, for example, h = 0.50, a Si carrier concentration of 5 × 10 17 cm −3) is formed on an n-type GaAs substrate 61. 3.) Cladding layer 62, Al i Ga 1-i As (0 ≦ i ≦ 1, for example i = 0.30) active layer 63 and p-type Al h Ga 1-h As
(0 ≦ h ≦ 1, for example, h = 0.50, Zn carrier concentration 5 × 10 17 cm −3 ) A semiconductor multilayer structure including the cladding layer 64 is provided, and p-type GaAs (for example, Zn carrier concentration 1 × 10 17 cm −3 ) First current blocking layer 6
6 and p-type (Al v Ga 1-v ) 1-w In w P (0 ≦ v ≦
1, 0 ≦ w ≦ 1, for example, v = 0.70, w = 0.50,
Zn carrier concentration 1 × 10 17 cm −3 ) Second current blocking layer 6
8 is provided in a circular shape, and a p-type GaP (for example, Zn carrier concentration of 5 × 10 18 cm −3 ) current is formed over the current blocking layers 66 and 68 and over the semiconductor laminated structure where the current blocking layers 66 and 68 are not formed. A diffusion layer 67 is provided. On the central part of the current diffusion layer 67, the current blocking layers 66, 6
A p-type electrode 611 is provided in a circular shape so as to face 8, and an n-type electrode 610 is provided on the entire surface of the n-type substrate 61.

【0067】本実施形態の半導体発光素子においては、
電流阻止層がGaAs第1電流阻止層66とAlGaI
nP第2電流阻止層68とのヘテロ接合からなるので、
電流阻止層の形成領域では価電子帯側に大きなバンド不
連続(ヘテロバリア)が生じる。このヘテロバリアは、
電流阻止層が形成されていない領域におけるAlGaA
s第2クラッド層64とGaP電流拡散層67との間の
ヘテロバリアよりも大きく、注入された電流が電流阻止
層66、68の形成されていない領域に効率良く導かれ
るので、電極直下以外の広い領域の活性層63で発光が
得られ、光の取り出し効率を向上させて高輝度の半導体
発光素子とすることができた。また、本実施形態の半導
体発光素子においては、電流阻止層66、68が共にp
型であるので、発光部上の結晶を全て同じ導電型にする
ことができ、製造工程を簡略化できると共に、逆導電型
の不純物の再拡散が素子特性に悪影響を及ぼすのを防ぐ
こともできた。
In the semiconductor light emitting device of this embodiment,
The current blocking layer is composed of the GaAs first current blocking layer 66 and AlGaI.
Since it is composed of a heterojunction with the nP second current blocking layer 68,
In the region where the current blocking layer is formed, a large band discontinuity (heterobarrier) occurs on the valence band side. This heterobarrier
AlGaAs in a region where no current blocking layer is formed
It is larger than the hetero barrier between the s second cladding layer 64 and the GaP current diffusion layer 67, and the injected current is efficiently guided to the region where the current blocking layers 66 and 68 are not formed. Light emission was obtained in the active layer 63 in the region, and the light extraction efficiency was improved, so that a high-luminance semiconductor light emitting device could be obtained. Further, in the semiconductor light emitting device of the present embodiment, the current blocking layers 66 and 68 are both p
Since it is a type, all of the crystals on the light emitting portion can be of the same conductivity type, the manufacturing process can be simplified, and the re-diffusion of impurities of the opposite conductivity type can be prevented from adversely affecting the element characteristics. Was.

【0068】(実施形態7)この実施形態7では、実施
形態6の2層構造のp型電流阻止層を設ける代わりにp
型電流阻止層とその下の保護層との間のヘテロバリアを
大きくした半導体発光素子について説明する。
(Embodiment 7) In Embodiment 7, instead of providing a p-type current blocking layer having a two-layer structure of Embodiment 6, p
A semiconductor light emitting device in which the hetero barrier between the type current blocking layer and the protective layer thereunder is increased will be described.

【0069】図7に、実施形態7の半導体発光素子の断
面図を示す。
FIG. 7 is a sectional view of a semiconductor light emitting device according to the seventh embodiment.

【0070】この半導体発光素子は、n型GaAs基板
71上に、n型AlhGa1-hAs(0≦h≦1、例えば
h=0.50、Siキャリア濃度5×1017cm-3)ク
ラッド層72、AliGa1-iAs(0≦i≦1、例えば
i=0.30)活性層73およびp型AlhGa1-hAs
(0≦h≦1、例えばh=0.50、Znキャリア濃度
5×1017cm-3)クラッド層74からなる半導体積層
構造が設けられ、その上にp型AlmGa1-mAs(0≦
m≦1、例えばm=0.10)保護層75が設けられて
いる。保護層75の中央部上にはp型AluGa1-uAs
(0≦u≦1、例えばu=0.40、Znキャリア濃度
1×1017cm-3)電流阻止層76が円形状に設けら
れ、その電流阻止層76上および電流阻止層76が形成
されていない保護層75部分上にわたってp型GaP
(例えばZnキャリア濃度5×1018cm-3)電流拡散
層77が設けられている。電流拡散層77の中央部上に
は電流阻止層76と対向するようにp型電極711が円
形状に設けられ、n型基板71側にはn型電極710が
全面に設けられている。
This semiconductor light emitting device has an n-type Al h Ga 1 -h As (0 ≦ h ≦ 1, for example, h = 0.50, a Si carrier concentration of 5 × 10 17 cm −3) on an n-type GaAs substrate 71. ) Cladding layer 72, Al i Ga 1-i As (0 ≦ i ≦ 1, for example, i = 0.30) active layer 73 and p-type Al h Ga 1-h As
(0 ≦ h ≦ 1, for example, h = 0.50, Zn carrier concentration 5 × 10 17 cm −3 ) A semiconductor multilayer structure including the cladding layer 74 is provided, and p-type Al m Ga 1- mAs ( 0 ≦
(m ≦ 1, for example, m = 0.10) A protective layer 75 is provided. On the center of the protective layer 75, p-type Al u Ga 1-u As
(0 ≦ u ≦ 1, for example, u = 0.40, Zn carrier concentration 1 × 10 17 cm −3 ) The current blocking layer 76 is provided in a circular shape, and the current blocking layer 76 and the current blocking layer 76 are formed. P-type GaP over the unprotected protective layer 75
(For example, Zn carrier concentration of 5 × 10 18 cm −3 ) The current diffusion layer 77 is provided. A p-type electrode 711 is provided in a circular shape on the center of the current diffusion layer 77 so as to face the current blocking layer 76, and an n-type electrode 710 is provided on the entire surface of the n-type substrate 71.

【0071】本実施形態の半導体発光素子において、電
流阻止層の形成領域では、AlGaAs電流阻止層76
とAlGaP保護層75とのヘテロ接合により、価電子
帯側に大きなバンド不連続(ヘテロバリア)が生じる。
このヘテロバリアは、電流阻止層が形成されていない領
域におけるAlGaP保護層75とGaP電流拡散層7
7との間のヘテロバリアよりも大きく、注入された電流
が電流阻止層76の形成されていない領域に広げられる
ので、電極直下以外の広い領域の活性層73で発光が得
られ、光の取り出し効率を向上させて高輝度の半導体発
光素子とすることができた。また、本実施形態の半導体
発光素子においては、電流阻止層76がp型であるの
で、発光部上の結晶を全て同じ導電型にすることがで
き、製造工程を簡略化できると共に、逆導電型の不純物
の再拡散が素子特性に悪影響を及ぼすのを防ぐこともで
きた。
In the semiconductor light emitting device of this embodiment, in the region where the current blocking layer is formed, the AlGaAs current blocking layer 76 is formed.
A large band discontinuity (heterobarrier) occurs on the valence band side due to the heterojunction between AlGaP and the AlGaP protective layer 75.
This heterobarrier serves as an AlGaP protective layer 75 and a GaP current diffusion layer 7 in a region where a current blocking layer is not formed.
7, the injected current is spread to a region where the current blocking layer 76 is not formed, so that light emission can be obtained in the active layer 73 in a wide region other than immediately below the electrode, and light extraction efficiency Was improved, and a high-luminance semiconductor light emitting device was obtained. Further, in the semiconductor light emitting device of this embodiment, since the current blocking layer 76 is of the p-type, all the crystals on the light emitting portion can be of the same conductivity type. It was also possible to prevent the re-diffusion of the impurities from adversely affecting the device characteristics.

【0072】(実施形態8)この実施形態8では、実施
形態6の電流拡散層を2層構造とし、その間に電流阻止
層を設けた半導体発光素子について説明する。
(Embodiment 8) In Embodiment 8, a semiconductor light emitting device in which the current diffusion layer of Embodiment 6 has a two-layer structure and a current blocking layer is provided between them will be described.

【0073】図8に、実施形態8の半導体発光素子の断
面図を示す。
FIG. 8 is a sectional view of a semiconductor light emitting device according to the eighth embodiment.

【0074】この半導体発光素子は、n型GaAs基板
81上に、n型AlhGa1-hAs(0≦h≦1、例えば
h=0.30、Siキャリア濃度5×1017cm-3)ク
ラッド層82、AliGa1 -iAs(0≦i≦1、例えば
i=0)活性層83およびp型AlhGa1-hAs(0≦
h≦1、例えばh=0.30、Znキャリア濃度5×1
17cm-3)クラッド層84からなる半導体積層構造が
設けられ、その上にp型GaP(例えばZnキャリア濃
度5×1018cm-3)第1電流拡散層87aが設けられ
ている。その中央部上にp型GaAs(例えばZnキャ
リア濃度1×1017cm-3)第1電流阻止層86および
p型(AlvGa1-v1-wInwP(0≦v≦1、0≦w
≦1、例えばv=0.70、w=0.50、Znキャリ
ア濃度1×1017cm-3)第2電流阻止層88が円形状
に設けられ、その電流阻止層86、88上および電流阻
止層86、88が形成されていない半導体積層構造上に
わたってp型GaP(例えばZnキャリア濃度5×10
18cm-3)第2電流拡散層87bが設けられている。第
2電流拡散層87bの中央部上には電流阻止層86、8
8と対向するようにp型電極811が円形状に設けら
れ、n型基板81側にはn型電極810が全面に設けら
れている。
This semiconductor light emitting device has an n-type GaAs substrate 81 on an n-type Al h Ga 1 -h As (0 ≦ h ≦ 1, for example, h = 0.30, Si carrier concentration 5 × 10 17 cm −3). ) Cladding layer 82, Al i Ga 1 -i As (0 ≦ i ≦ 1, e.g., i = 0) active layer 83 and p-type Al h Ga 1 -h As (0 ≦
h ≦ 1, for example, h = 0.30, Zn carrier concentration 5 × 1
0 17 cm −3 ) is provided with a semiconductor laminated structure composed of a cladding layer 84, on which a first current diffusion layer 87 a of p-type GaP (for example, a Zn carrier concentration of 5 × 10 18 cm −3 ) is provided. P-type GaAs on its central portion (e.g. Zn carrier concentration of 1 × 10 17 cm -3) the first current blocking layer 86 and the p-type (Al v Ga 1-v) 1-w In w P (0 ≦ v ≦ 1 , 0 ≦ w
≦ 1, for example, v = 0.70, w = 0.50, Zn carrier concentration 1 × 10 17 cm −3 ) The second current blocking layer 88 is provided in a circular shape, and the second current blocking layer 88 and the current A p-type GaP (for example, with a Zn carrier concentration of 5 × 10 5) over the semiconductor stacked structure where the blocking layers 86 and 88 are not formed.
18 cm -3 ) The second current diffusion layer 87b is provided. The current blocking layers 86 and 8 are provided on the central portion of the second current spreading layer 87b.
A p-type electrode 811 is provided in a circular shape so as to be opposed to 8, and an n-type electrode 810 is provided on the entire surface of the n-type substrate 81.

【0075】本実施形態の半導体発光素子においては、
実施形態6で説明した効果に加えて、2層構造の電流拡
散層87a、87bの間に電流阻止層86、88が設け
られているので、第2電流拡散層87b内で電流阻止層
86、88の周辺部まで広げられた電流が、第1電流拡
散層87a内でさらに広げられてp型電極811直下以
外の広い領域の活性層83に効率良く導かれ、発光領域
を広げて光の取り出し効率をさらに向上させることがで
きた。
In the semiconductor light emitting device of this embodiment,
In addition to the effects described in the sixth embodiment, since the current blocking layers 86 and 88 are provided between the current spreading layers 87a and 87b having the two-layer structure, the current blocking layers 86 and 88 are provided in the second current spreading layer 87b. The current spread to the periphery of 88 is further spread in the first current diffusion layer 87a and efficiently guided to the active layer 83 in a wide area other than immediately below the p-type electrode 811, and the light emitting area is expanded to extract light. Efficiency could be further improved.

【0076】(実施形態9)この実施形態9では、実施
形態1のn型電流阻止層の代わりに高抵抗の電流阻止層
を設けた半導体発光素子について説明する。
Ninth Embodiment In a ninth embodiment, a semiconductor light emitting device in which a high-resistance current blocking layer is provided instead of the n-type current blocking layer of the first embodiment will be described.

【0077】図9に、実施形態9の半導体発光素子の断
面図を示す。
FIG. 9 is a sectional view of a semiconductor light emitting device according to the ninth embodiment.

【0078】この半導体発光素子は、n型GaAs基板
91上に、n型AlhGa1-hAs(0≦h≦1、例えば
h=0.70、Siキャリア濃度5×1017cm-3)ク
ラッド層92、AliGa1-iAs(0≦i≦1、例えば
i=0.50)活性層93およびp型AlhGa1-hAs
(0≦h≦1、例えばh=0.70、Znキャリア濃度
5×1017cm-3)クラッド層94からなる半導体積層
構造が設けられ、その上にp型GanIn1-nP(0≦n
≦1、例えばn=0.50)保護層95が設けられてい
る。保護層95の中央部上には(AlvGa1-v1-w
wP(0≦v≦1、0≦w≦1、例えばv=0、w=
0)電流阻止層96が円形状に設けられ、その電流阻止
層96上および電流阻止層96が形成されていない保護
層95部分上にわたってp型GaP(例えばZnキャリ
ア濃度5×1018cm-3)電流拡散層97が設けられて
いる。電流拡散層97の中央部上には電流阻止層96と
対向するようにp型電極911が円形状に設けられ、n
型基板91側にはn型電極910が全面に設けられてい
る。
This semiconductor light emitting device has n-type Al h Ga 1 -h As (0 ≦ h ≦ 1, for example h = 0.70, Si carrier concentration 5 × 10 17 cm −3) on an n-type GaAs substrate 91. ) Cladding layer 92, Al i Ga 1-i As (0 ≦ i ≦ 1, for example, i = 0.50) active layer 93 and p-type Al h Ga 1-h As
(0 ≦ h ≦ 1, for example, h = 0.70, Zn carrier concentration of 5 × 10 17 cm -3) semiconductor multilayer structure composed of the cladding layer 94 is provided, p-type Ga n In 1-n P thereon ( 0 ≦ n
.Ltoreq.1, for example, n = 0.50) A protective layer 95 is provided. (Al v Ga 1-v ) 1-w I
n w P (0 ≦ v ≦ 1, 0 ≦ w ≦ 1, for example, v = 0, w =
0) A current blocking layer 96 is provided in a circular shape, and p-type GaP (for example, a Zn carrier concentration of 5 × 10 18 cm −3) is formed over the current blocking layer 96 and over the protective layer 95 where the current blocking layer 96 is not formed. ) A current diffusion layer 97 is provided. A p-type electrode 911 is provided in a circular shape on the center of the current diffusion layer 97 so as to face the current blocking layer 96.
On the mold substrate 91 side, an n-type electrode 910 is provided on the entire surface.

【0079】高抵抗な電流阻止層を形成する方法として
は、例えば不純物をドープしない方法や深い準位を形成
しやすい不純物をドープする方法等があり、成長条件と
適宜組み合わせることにより高抵抗層を成長させること
ができる。本実施形態では、不純物をドープせずに成長
温度を600℃にすることにより高抵抗な電流阻止層9
6を成長させた。
As a method of forming a high-resistance current blocking layer, there are, for example, a method of not doping an impurity and a method of doping an impurity which easily forms a deep level. Can grow. In the present embodiment, the growth temperature is set to 600 ° C. without doping the impurity, so that the high-resistance current blocking layer 9 is formed.
6 grew.

【0080】本実施形態の半導体発光素子においては、
高抵抗な電流阻止層96が設けられていることにより、
注入された電流が電流阻止層96の形成されていない領
域に広げられるので、電極直下以外の広い領域の活性層
93で発光が得られ、光の取り出し効率を向上させて高
輝度の半導体発光素子とすることができた。また、本実
施形態の半導体発光素子においては、電流阻止層96の
導電型やキャリア濃度の制御が不要であるので製造工程
を簡略化できた。
In the semiconductor light emitting device of this embodiment,
By providing the high resistance current blocking layer 96,
Since the injected current is spread to a region where the current blocking layer 96 is not formed, light emission can be obtained in the active layer 93 in a wide region other than immediately below the electrode, and a high-brightness semiconductor light emitting device can be obtained by improving light extraction efficiency. And could be. Further, in the semiconductor light emitting device of the present embodiment, it is not necessary to control the conductivity type and carrier concentration of the current blocking layer 96, so that the manufacturing process can be simplified.

【0081】(実施形態10)この実施形態10では、
実施形態9の電流拡散層を2層構造とし、その間に電流
阻止層を設けた半導体発光素子について説明する。
(Embodiment 10) In this embodiment 10,
A semiconductor light emitting device according to the ninth embodiment in which the current diffusion layer has a two-layer structure and a current blocking layer is provided between them will be described.

【0082】図10に、実施形態10の半導体発光素子
の断面図を示す。
FIG. 10 is a sectional view of the semiconductor light emitting device of the tenth embodiment.

【0083】この半導体発光素子は、n型GaAs基板
101上に、n型AlhGa1-hAs(0≦h≦1、例え
ばh=0.50、Siキャリア濃度5×1017cm-3
クラッド層102、AliGa1-iAs(0≦i≦1、例
えばi=0.30)活性層113およびp型AlhGa
1-hAs(0≦h≦1、例えばh=0.50、Znキャ
リア濃度5×1017cm-3)クラッド層104からなる
半導体積層構造が設けられ、その上にp型GaP(例え
ばZnキャリア濃度5×1018cm-3)第1電流拡散層
107aおよびp型GanIn1-nP(0≦n≦1、例え
ばn=0.50)保護層105が設けられている。保護
層105の中央部上には(AlvGa1-v1-wInw
(0≦v≦1、0≦w≦1、例えばv=0、w=0)電
流阻止層106が円形状に設けられ、その電流阻止層1
06上および電流阻止層106が形成されていない保護
層105部分上にわたってp型GaP(例えばZnキャ
リア濃度5×1018cm-3)第2電流拡散層107bが
設けられている。第2電流拡散層107bの中央部上に
は電流阻止層106と対向するようにp型電極1011
が円形状に設けられ、n型基板101側にはn型電極1
010が全面に設けられている。
In this semiconductor light emitting device, n-type Al h Ga 1 -h As (0 ≦ h ≦ 1, for example, h = 0.50, Si carrier concentration 5 × 10 17 cm −3) is formed on an n-type GaAs substrate 101. )
Cladding layer 102, Al i Ga 1-i As (0 ≦ i ≦ 1, for example, i = 0.30) active layer 113 and p-type Al h Ga
A semiconductor laminated structure including a 1-h As (0 ≦ h ≦ 1, for example, h = 0.50, Zn carrier concentration of 5 × 10 17 cm −3 ) cladding layer 104 is provided, and a p-type GaP (for example, Zn A carrier concentration of 5 × 10 18 cm −3 ) a first current diffusion layer 107 a and a p-type Gn In 1-n P (0 ≦ n ≦ 1, for example, n = 0.50) protection layer 105 are provided. (Al v Ga 1 -v ) 1 -w In w P
(0 ≦ v ≦ 1, 0 ≦ w ≦ 1, for example, v = 0, w = 0) The current blocking layer 106 is provided in a circular shape, and the current blocking layer 1
A second p-type GaP (for example, Zn carrier concentration of 5 × 10 18 cm −3 ) second current diffusion layer 107b is provided on the surface of the protective layer 105 on which the current blocking layer 106 is not formed. A p-type electrode 1011 is provided on the central portion of the second current diffusion layer 107b so as to face the current blocking layer 106.
Are provided in a circular shape, and an n-type electrode 1 is provided on the n-type substrate 101 side.
010 is provided on the entire surface.

【0084】本実施形態の半導体発光素子においては、
実施形態9の効果に加えて、2層構造の電流拡散層10
7a、107bの間に電流阻止層106が設けられてい
るので、第2電流拡散層107b内で電流阻止層106
の周辺部まで広げられた電流が、第1電流拡散層107
a内でさらに広げられてp型電極1011直下以外の広
い領域の活性層103に効率良く導かれ、発光領域を広
げて光の取り出し効率をさらに向上させることができ
た。
In the semiconductor light emitting device of this embodiment,
In addition to the effects of the ninth embodiment, the current diffusion layer 10 having a two-layer structure
7a and 107b, the current blocking layer 106 is provided between the second current spreading layer 107b and the current blocking layer 106.
Current spread to the periphery of the first current diffusion layer 107
a, the light was efficiently guided to the active layer 103 in a wide area other than immediately below the p-type electrode 1011, and the light-emitting area could be expanded to further improve the light extraction efficiency.

【0085】(実施形態11)この実施形態11では、
実施形態1のGaP電流拡散層の代わりにZnaMg1-a
1-bSeb(0≦a≦1、0≦b≦1)電流拡散層を設
けた半導体発光素子について説明する。
(Eleventh Embodiment) In the eleventh embodiment,
Instead of the GaP current diffusion layer of Embodiment 1, Zn a Mg 1-a
A description will be given of a semiconductor light emitting device provided with a current diffusion layer of S 1-b Se b (0 ≦ a ≦ 1, 0 ≦ b ≦ 1).

【0086】図11に、実施形態11の半導体発光素子
の断面図を示す。
FIG. 11 is a sectional view of a semiconductor light emitting device according to the eleventh embodiment.

【0087】この半導体発光素子は、n型GaAs基板
111上に、n型AlhGa1-hAs(0≦h≦1、例え
ばh=0.70、Siキャリア濃度5×1017cm-3
クラッド層112、AliGa1-iAs(0≦i≦1、例
えばi=0.50)活性層113およびp型AlhGa
1-hAs(0≦h≦1、例えばh=0.70、Znキャ
リア濃度5×1017cm-3)クラッド層114からなる
半導体積層構造が設けられ、その上にp型(ZndMg
1-d)S1-eSee(0≦d≦1、0≦e≦1、例えばd
=0.85、e=0.85、Znキャリア濃度5×10
17cm-3)保護層115が設けられている。保護層11
5の中央部上にはn型(ZnrMg1-r)S1-zSez(0
≦r≦1、0≦z≦1、例えばr=0.85、z=0.
85、Siキャリア濃度2×1018cm-3)電流阻止層
116が円形状に設けられ、その電流阻止層116上お
よび電流阻止層116が形成されていない保護層115
部分上にわたってp型ZnaMg1-a1-bSeb(0≦a
≦1、0≦b≦1、例えばa=0.85、b=0.8
5、Znキャリア濃度1×1018cm-3)電流拡散層1
17が設けられている。電流拡散層117の中央部上に
は電流阻止層116と対向するようにp型ZnTe(例
えばZnキャリア濃度1×1018cm-3)コンタクト層
119を介してp型電極1111が円形状に設けられ、
n型基板111側にはn型電極1110が全面に設けら
れている。
This semiconductor light emitting device has an n-type Al h Ga 1 -h As (0 ≦ h ≦ 1, for example, h = 0.70, a Si carrier concentration of 5 × 10 17 cm −3) on an n-type GaAs substrate 111. )
Cladding layer 112, Al i Ga 1-i As (0 ≦ i ≦ 1, for example, i = 0.50) active layer 113 and p-type Al h Ga
A semiconductor laminated structure including a 1-h As (0 ≦ h ≦ 1, for example, h = 0.70, Zn carrier concentration 5 × 10 17 cm −3 ) cladding layer 114 is provided, and a p-type (Zn d Mg
1-d) S 1-e Se e (0 ≦ d ≦ 1,0 ≦ e ≦ 1, for example, d
= 0.85, e = 0.85, Zn carrier concentration 5 × 10
17 cm -3 ) The protective layer 115 is provided. Protective layer 11
N-type on the central portion of the 5 (Zn r Mg 1-r ) S 1-z Se z (0
≦ r ≦ 1, 0 ≦ z ≦ 1, for example, r = 0.85, z = 0.
85, Si carrier concentration 2 × 10 18 cm −3 ) A current blocking layer 116 is provided in a circular shape, and a protective layer 115 on the current blocking layer 116 and on which the current blocking layer 116 is not formed.
P-type Zn a Mg 1-a S 1-b Se b (0 ≦ a
≦ 1, 0 ≦ b ≦ 1, for example, a = 0.85, b = 0.8
5. Zn carrier concentration 1 × 10 18 cm −3 ) Current diffusion layer 1
17 are provided. A p-type electrode 1111 is provided in a circular shape on a central portion of the current diffusion layer 117 via a p-type ZnTe (for example, Zn carrier concentration of 1 × 10 18 cm −3 ) contact layer 119 so as to face the current blocking layer 116. And
On the n-type substrate 111 side, an n-type electrode 1110 is provided on the entire surface.

【0088】本実施形態の半導体発光素子においては、
電流拡散層117がAlを含まないZnaMg1-a1-b
Seb(0≦a≦1、0≦b≦1)からなるため、Ga
P層と同様にAlの酸化が生じず、結晶性の低下や深い
準位の形成による光吸収等の素子特性の低下を防ぐこと
ができ、高温・高湿度条件下での輝度の低下も大幅に改
善することができた。また、ZnaMg1-a1-bSe
b(0≦a≦1、0≦b≦1)層は、その組成によって
GaP層よりもさらにバンドギャップを大きくすること
ができるので、電流拡散層による発光部からの光の吸収
をさらに低減して光の取り出し効率を向上させ、高輝度
の半導体発光素子を得ることができた。さらに、Zna
Mg1-a1-bSeb(0≦a≦1、0≦b≦1)層は、
GaAs基板および発光部との格子整合が可能であるの
で、発光部に対して悪影響を及ぼさず、高い発光効率で
発光させることができた。
In the semiconductor light emitting device of this embodiment,
Zn a Mg 1-a S 1-b in which the current diffusion layer 117 does not contain Al
Since Se b (0 ≦ a ≦ 1, 0 ≦ b ≦ 1), Ga
Similar to the P layer, Al does not oxidize, and can prevent deterioration of device characteristics such as deterioration of crystallinity and light absorption due to formation of deep levels, and significant reduction in luminance under high temperature and high humidity conditions. Could be improved. Also, Zn a Mg 1-a S 1-b Se
The b (0 ≦ a ≦ 1, 0 ≦ b ≦ 1) layer can have a larger band gap than the GaP layer depending on its composition, and therefore, the absorption of light from the light emitting portion by the current diffusion layer can be further reduced. As a result, the light extraction efficiency was improved, and a high-luminance semiconductor light emitting device was obtained. Furthermore, Zn a
Mg 1-a S 1-b Se b (0 ≦ a ≦ 1, 0 ≦ b ≦ 1) layer
Since the lattice matching between the GaAs substrate and the light emitting unit was possible, the light emitting unit was allowed to emit light with high luminous efficiency without adversely affecting the light emitting unit.

【0089】(実施形態12)この実施形態12では、
実施形態1のGaP電流拡散層の代わりにGa1-cInc
N(0≦c≦1)電流拡散層または(AlsGa1-s
1-tIntN(0<s≦0.3、0≦t≦1)電流拡散層
を設けた半導体発光素子について説明する。
(Twelfth Embodiment) In the twelfth embodiment,
Ga 1-c In c instead of GaP current spreading layer embodiments 1
N (0 ≦ c ≦ 1) current diffusion layer or (Al s Ga 1-s )
1-t In t N (0 <s ≦ 0.3,0 ≦ t ≦ 1) semiconductor light-emitting device having a current diffusion layer is described.

【0090】図12に、実施形態12の半導体発光素子
の断面図を示す。
FIG. 12 is a sectional view of a semiconductor light emitting device according to the twelfth embodiment.

【0091】この半導体発光素子は、n型GaAs基板
121上に、n型AlhGa1-hAs(0≦h≦1、例え
ばh=0.50、Siキャリア濃度5×1017cm-3
クラッド層122、AliGa1-iAs(0≦i≦1、例
えばi=0.30)活性層123およびp型AlhGa
1-hAs(0≦h≦1、例えばh=0.50、Znキャ
リア濃度5×1017cm-3)クラッド層124からなる
半導体積層構造が設けられ、その上にp型GaAIn1-A
N(0≦A≦1、例えばA=0)保護層125が設けら
れている。保護層125の中央部上にはn型Ga1-B
BN(0≦B≦1、例えばB=0.10、Siキャリ
ア濃度2×1018cm-3)電流阻止層126が円形状に
設けられ、その電流阻止層126上および電流阻止層1
26が形成されていない保護層125部分上にわたって
p型Ga1-cIncN(0≦c≦1、例えばc=0、Zn
キャリア濃度1×1018cm-3)電流拡散層127が設
けられている。電流拡散層127の中央部上には電流阻
止層126と対向するようにp型電極1211が円形状
に設けられ、n型基板121側にはn型電極1210が
全面に設けられている。
This semiconductor light emitting device has an n-type Al h Ga 1 -h As (0 ≦ h ≦ 1, for example, h = 0.50, a Si carrier concentration of 5 × 10 17 cm −3) on an n-type GaAs substrate 121. )
Cladding layer 122, Al i Ga 1-i As (0 ≦ i ≦ 1, for example, i = 0.30) active layer 123 and p-type Al h Ga
1-h As (0 ≦ h ≦ 1, for example, h = 0.50, Zn carrier concentration 5 × 10 17 cm −3 ), a semiconductor multilayer structure including a cladding layer 124 is provided, and p-type Ga A In 1 1 is formed thereon. -A
An N (0 ≦ A ≦ 1, for example, A = 0) protective layer 125 is provided. On the center of the protective layer 125, an n-type Ga 1- BI
n B N (0 ≦ B ≦ 1, for example, B = 0.10, Si carrier concentration 2 × 10 18 cm -3) current blocking layer 126 is provided in a circular shape, the current blocking layer 126 and on the current blocking layer 1
P-type Ga 1-c In c N ( 0 ≦ c ≦ 1 over the protective layer 125 portions 26 are not formed, for example, c = 0, Zn
(Carrier concentration: 1 × 10 18 cm −3 ) A current diffusion layer 127 is provided. A p-type electrode 1211 is provided in a circular shape on the center of the current diffusion layer 127 so as to face the current blocking layer 126, and an n-type electrode 1210 is provided on the entire surface of the n-type substrate 121.

【0092】本実施形態の半導体発光素子においては、
電流拡散層127がAlを含まないGa1-cIncN(0
≦c≦1)からなるため、GaP層と同様にAlの酸化
が生じず、結晶性の低下や深い準位の形成による光吸収
等の素子特性の低下を防ぐことができ、高温・高湿度条
件下での輝度の低下も大幅に改善することができた。ま
た、Ga1-cIncN(0≦c≦1)層は、その組成によ
ってGaP層よりもさらにバンドギャップを大きくする
ことができるので、電流拡散層による発光部からの光の
吸収をさらに低減して光の取り出し効率を向上させ、高
輝度の半導体発光素子を得ることができた。さらに、G
1-cIncN(0≦c≦1)層は、その上に直接電極を
設けることができるので、従来の半導体発光素子のよう
なコンタクト層が不要であり、製造工程を少なくして大
幅なコストの低減が実現できた。
In the semiconductor light emitting device of this embodiment,
Current spreading layer 127 does not contain Al Ga 1-c In c N (0
.Ltoreq.c.ltoreq.1), oxidation of Al does not occur as in the case of the GaP layer, and it is possible to prevent deterioration of device characteristics such as deterioration of crystallinity and light absorption due to formation of deep levels. The decrease in luminance under the conditions was also significantly improved. Also, Ga 1-c In c N (0 ≦ c ≦ 1) layer, it is possible to increase the further bandgap than GaP layer by the composition, the absorption of light from the light emitting portion due to current spreading layer further As a result, the light extraction efficiency was improved, and a high-brightness semiconductor light emitting device was obtained. Furthermore, G
a 1-c In c N ( 0 ≦ c ≦ 1) layer, it is possible to provide a direct electrode thereon, a contact layer, such as a conventional semiconductor light emitting element is required, with less manufacturing steps Significant cost reduction was realized.

【0093】また、本実施形態の半導体発光素子におい
て、GaInN電流拡散層127の代わりに(Als
1-s1-tIntN(0<s≦0.3、0≦t≦1)電
流拡散層を設けた場合、Al組成が0.3以下であるの
で電流拡散層が殆ど酸化されず、素子特性が低下しなか
った。また、(AlsGa1-s1-tIntN(0<s≦
0.3、0≦t≦1)層は、Al組成が0.3以下であ
ってもGaP層よりもさらにバンドギャップを大きくす
ることができるので、電流拡散層による発光部からの光
の吸収をさらに低減して光の取り出し効率を向上させ、
高輝度の半導体発光素子を得ることができた。さらに、
(AlsGa1-s1-tIntN(0<s≦0.3、0≦t
≦1)層は、その上に直接電極を設けることができるの
で、従来の半導体発光素子のようなコンタクト層が不要
であり、製造工程を少なくして大幅なコストの低減が実
現できた。
In the semiconductor light emitting device of this embodiment, (Al s G
a 1-s) 1-t In t N (0 <s ≦ 0.3,0 ≦ t ≦ 1) the case of providing a current spreading layer, the current diffusion layer because Al composition is 0.3 or less hardly oxidized No device characteristics were degraded. Further, (Al s Ga 1-s ) 1-t In t N (0 <s ≦
The 0.3, 0 ≦ t ≦ 1) layer can have a larger band gap than the GaP layer even if the Al composition is 0.3 or less, so that the current diffusion layer absorbs light from the light emitting portion. To further improve light extraction efficiency,
A high-brightness semiconductor light emitting device was obtained. further,
(Al s Ga 1-s) 1-t In t N (0 <s ≦ 0.3,0 ≦ t
.Ltoreq.1) Since an electrode can be provided directly on the layer, a contact layer as in a conventional semiconductor light emitting element is unnecessary, and the number of manufacturing steps can be reduced to realize a significant cost reduction.

【0094】(実施形態13)この実施形態13では、
実施形態1のGaP電流拡散層の代わりに(AlxGa
1-x1-yInyP(0<x≦0.3、0≦y≦1)電流
拡散層を設けた半導体発光素子について説明する。
(Thirteenth Embodiment) In the thirteenth embodiment,
Instead of the GaP current diffusion layer of the first embodiment, (Al x Ga
1-x) 1-y In y P (0 <x ≦ 0.3,0 ≦ y ≦ 1) semiconductor light-emitting device having a current diffusion layer is described.

【0095】この半導体発光素子は、n型GaAs基板
131上に、n型AlhGa1-hAs(0≦h≦1、例え
ばh=0.50、Siキャリア濃度5×1017cm-3
クラッド層132、AliGa1-iAs(0≦i≦1、例
えばi=0.30)活性層133およびp型AlhGa
1-hAs(0≦h≦1、例えばh=0.50、Znキャ
リア濃度5×1017cm-3)クラッド層134からなる
半導体積層構造が設けられ、その上にp型GanIn1-n
P(0≦n≦1、例えばn=0)保護層135が設けら
れている。保護層135の中央部上にはn型GaP(例
えばSiキャリア濃度2×1018cm-3)電流阻止層1
36が円形状に設けられ、その電流阻止層136上およ
び電流阻止層136が形成されていない保護層135部
分上にわたってp型(AlxGa1-x1-yInyP(0<
x≦0.3、0≦y≦1、例えばx=0.1、y=0.
1、Znキャリア濃度5×1018cm-3)電流拡散層1
37が設けられている。電流拡散層137の中央部上に
は電流阻止層136と対向するようにp型GaAs(例
えばZnキャリア濃度5×1018cm-3)コンタクト層
139を介してp型電極1311が円形状に設けられ、
n型基板131側にはn型電極1310が全面に設けら
れている。
This semiconductor light emitting device has an n-type GaAs substrate 131 on which n-type Al h Ga 1 -h As (0 ≦ h ≦ 1, for example, h = 0.50, and a Si carrier concentration of 5 × 10 17 cm −3). )
Cladding layer 132, Al i Ga 1-i As (0 ≦ i ≦ 1, for example, i = 0.30) active layer 133 and p-type Al h Ga
A semiconductor multilayer structure including a 1-h As (0 ≦ h ≦ 1, for example, h = 0.50, Zn carrier concentration 5 × 10 17 cm −3 ) cladding layer 134 is provided, and a p-type Gn In 1 is formed thereon. -n
A P (0 ≦ n ≦ 1, for example, n = 0) protective layer 135 is provided. An n-type GaP (for example, a Si carrier concentration of 2 × 10 18 cm −3 ) current blocking layer 1 is formed on the central portion of the protective layer 135.
36 is provided in a circular shape, and the p-type (Al x Ga 1-x ) 1-y In y P (0 <) is formed over the current blocking layer 136 and the protective layer 135 where the current blocking layer 136 is not formed.
x ≦ 0.3, 0 ≦ y ≦ 1, for example x = 0.1, y = 0.
1. Zn carrier concentration 5 × 10 18 cm −3 ) Current diffusion layer 1
37 are provided. A p-type electrode 1311 is provided on the center of the current diffusion layer 137 in a circular shape via a p-type GaAs (for example, Zn carrier concentration of 5 × 10 18 cm −3 ) contact layer 139 so as to face the current blocking layer 136. And
On the n-type substrate 131 side, an n-type electrode 1310 is provided on the entire surface.

【0096】本実施形態の半導体発光素子においては、
電流拡散層137がAl組成が0.3以下の(Alx
1-x1-yInyP(0<x≦0.3、0≦y≦1)か
らなるため、電流拡散層が殆ど酸化されず、素子特性が
低下しなかった。また、(AlxGa1-x1-yIny
(0<x≦0.3、0≦y≦1)層は、Al組成が0.
3以下であってもGaP層よりもバンドギャップを大き
くすることができるので、電流拡散層による発光部から
の光の吸収をさらに低減して光の取り出し効率を向上さ
せ、高輝度の半導体発光素子を得ることができた。さら
に、(AlxGa1-x)1-yInyP(0<x≦0.3、0
≦y≦1)層は、GaAs基板および発光部との格子整
合が可能であるので、発光部に対する悪影響が生じず、
高い発光効率で発光させることができた。
In the semiconductor light emitting device of this embodiment,
The current diffusion layer 137 has an Al composition of 0.3 or less (Al x G
a 1-x ) 1-y In y P (0 <x ≦ 0.3, 0 ≦ y ≦ 1), the current diffusion layer was hardly oxidized, and the device characteristics did not deteriorate. Also, (Al x Ga 1-x ) 1-y In y P
The (0 <x ≦ 0.3, 0 ≦ y ≦ 1) layer has an Al composition of 0.2.
Since the band gap can be made larger than that of the GaP layer even when the thickness is 3 or less, the light absorption efficiency from the light emitting portion by the current diffusion layer is further reduced to improve the light extraction efficiency, and the semiconductor light emitting device of high brightness Could be obtained. Further, (Al x Ga 1 -x ) 1 -y In y P (0 <x ≦ 0.3, 0
≦ y ≦ 1) layer can be lattice-matched with the GaAs substrate and the light emitting section, so that no adverse effect on the light emitting section occurs.
It was possible to emit light with high luminous efficiency.

【0097】(実施形態14)この実施形態14では、
実施形態1のGaP電流拡散層の代わりに(AlpGa
1-p1-qInqAs(0<p≦0.3、0≦q≦1)電
流拡散層を設けた半導体発光素子について説明する。
(Embodiment 14) In this embodiment 14,
Instead of the GaP current diffusion layer of the first embodiment, (Al p Ga
1-p) 1-q In q As (0 <p ≦ 0.3,0 ≦ q ≦ 1) semiconductor light-emitting device having a current diffusion layer is described.

【0098】この半導体発光素子は、n型GaAs基板
141上に、n型AlhGa1-hAs(0≦h≦1、例え
ばh=0.30、Siキャリア濃度5×1017cm-3
クラッド層142、(AljGa1-j1-kInkAs(0
≦j≦1、0≦k≦1、例えばj=0、k=0.90)
活性層143およびp型AlhGa1-hAs(0≦h≦
1、例えばh=0.30、Znキャリア濃度5×1017
cm-3)クラッド層144からなる半導体積層構造が設
けられ、その上にp型(AlDGa1-D1-EInEAs
(0≦D≦1、0≦E≦1、例えばD=0、E=0.8
0)保護層145が設けられている。保護層145の中
央部上にはn型(AlFGa1-F1-GInGAs(0≦F
≦1、0≦G≦1、例えばF=0、G=0.80、例え
ばSiキャリア濃度2×1018cm-3)電流阻止層14
6が円形状に設けられ、その電流阻止層146上および
電流阻止層146が形成されていない保護層145部分
上にわたってp型(AlpGa1-p1-qInqAs(0<
p≦0.3、0≦q≦1、例えばp=0.1、q=0.
80、Znキャリア濃度5×1018cm-3)電流拡散層
147が設けられている。電流拡散層147の中央部上
には電流阻止層146と対向するようにp型GaAs
(例えばZnキャリア濃度5×1018cm-3)コンタク
ト層149を介してp型電極1411が円形状に設けら
れ、n型基板141側にはn型電極1410が全面に設
けられている。
In this semiconductor light emitting device, an n-type Al h Ga 1 -h As (0 ≦ h ≦ 1, for example, h = 0.30, a Si carrier concentration of 5 × 10 17 cm −3) is formed on an n-type GaAs substrate 141. )
Cladding layer 142, (Al j Ga 1-j ) 1-k In k As (0
≦ j ≦ 1, 0 ≦ k ≦ 1, for example, j = 0, k = 0.90)
The active layer 143 and the p-type Al h Ga 1-h As (0 ≦ h ≦
1, for example, h = 0.30, Zn carrier concentration 5 × 10 17
cm −3 ) A semiconductor multilayer structure including a cladding layer 144 is provided, and a p-type (Al D Ga 1 -D ) 1 -E InE As is provided thereon.
(0 ≦ D ≦ 1, 0 ≦ E ≦ 1, for example, D = 0, E = 0.8
0) A protective layer 145 is provided. N-type on the central portion of the protective layer 145 (Al F Ga 1-F ) 1-G In G As (0 ≦ F
≦ 1,0 ≦ G ≦ 1, for example, F = 0, G = 0.80, for example, Si carrier concentration 2 × 10 18 cm -3) current blocking layer 14
6 is provided in a circular shape, and the p-type (Al p Ga 1-p ) 1-q Inq As (0 <) is formed over the current blocking layer 146 and the protective layer 145 where the current blocking layer 146 is not formed.
p ≦ 0.3, 0 ≦ q ≦ 1, for example, p = 0.1, q = 0.
80, Zn carrier concentration 5 × 10 18 cm −3 ) A current diffusion layer 147 is provided. A p-type GaAs is formed on the central portion of the current diffusion layer 147 so as to face the current blocking layer 146.
(For example, Zn carrier concentration 5 × 10 18 cm −3 ) A p-type electrode 1411 is provided in a circular shape via a contact layer 149, and an n-type electrode 1410 is provided on the entire surface of the n-type substrate 141.

【0099】本実施形態の半導体発光素子においては、
電流拡散層147がAl組成が0.3以下の(Alp
1-p1-qInqAs(0<p≦0.3、0≦q≦1)
からなるため、電流拡散層が殆ど酸化されず、素子特性
が低下しなかった。また、(AlpGa1-p1-qInq
s(0<p≦0.3、0≦q≦1)層は、Al組成が
0.3以下であってもGaP層よりもバンドギャップを
大きくすることができるので、電流拡散層による発光部
からの光の吸収をさらに低減して光の取り出し効率を向
上させ、高輝度の半導体発光素子を得ることができた。
In the semiconductor light emitting device of this embodiment,
The current diffusion layer 147 has an Al composition of 0.3 or less (Al p G
a 1-p ) 1-q In q As (0 <p ≦ 0.3, 0 ≦ q ≦ 1)
, The current diffusion layer was hardly oxidized, and the device characteristics did not deteriorate. Also, (Al p Ga 1-p ) 1-q Inq A
The s (0 <p ≦ 0.3, 0 ≦ q ≦ 1) layer can have a band gap larger than that of the GaP layer even when the Al composition is 0.3 or less. The light extraction efficiency was further reduced by further reducing the absorption of light from the substrate, and a high-brightness semiconductor light emitting device was obtained.

【0100】なお、本発明は上述した各実施形態に限定
させるものではなく、種々の変形が可能である。例え
ば、n型クラッド層、活性層、p型クラッド層や保護層
は他の材料を用いてもよく、組成を適宜変更してもよ
い。
Note that the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications are possible. For example, the n-type clad layer, the active layer, the p-type clad layer, and the protective layer may be made of other materials, and the composition may be appropriately changed.

【0101】また、電流拡散層は、活性層よりもバンド
ギャップが大きく、Alを含まないかAl組成が0.3
以下である化合物半導体であれば他の材料を用いてもよ
く、組成を適宜変更してもよい。
The current spreading layer has a larger band gap than the active layer and does not contain Al or has an Al composition of 0.3.
Other materials may be used as long as they are the following compound semiconductors, and the composition may be appropriately changed.

【0102】また、電流阻止層はバンドギャップが活性
層よりも大きいことが望ましいが、これに限られず、バ
ンドギャップが活性層と同じであったり、活性層よりも
小さい材料を用いてもよく、組成を適宜変更してもよ
い。
The current blocking layer preferably has a band gap larger than that of the active layer. However, the present invention is not limited to this. A material having the same band gap as the active layer or a material smaller than the active layer may be used. The composition may be appropriately changed.

【0103】また、上記実施形態ではn型基板上に各半
導体層を成長させたが、p型基板を用いてもよい。この
場合には、各半導体層の導電型を逆の導電型にすればよ
い。
In the above embodiment, each semiconductor layer is grown on an n-type substrate, but a p-type substrate may be used. In this case, the conductivity type of each semiconductor layer may be reversed.

【0104】また、上記実施形態では、半導体積層構造
の中央部上に円形状の電流阻止層を設けたが、電流阻止
層の形成位置は半導体積層構造の一部上であればよく、
例えば半導体積層構造の両端部上に設けたり、半導体積
層構造の中央部上を囲むように設けたりしてもよい。
In the above embodiment, the circular current blocking layer is provided on the central portion of the semiconductor laminated structure. However, the current blocking layer may be formed on a part of the semiconductor laminated structure.
For example, it may be provided on both ends of the semiconductor multilayer structure, or may be provided so as to surround the center of the semiconductor multilayer structure.

【0105】さらに、上記実施形態では、p型クラッド
層とn型クラッド層との間に活性層を設けたダブルヘテ
ロ接合構造を用いた半導体発光素子について説明した
が、シングルヘテロ接合構造やホモ接合構造の半導体発
光素子に本発明を適用することも可能である。
Further, in the above embodiment, the semiconductor light emitting device using the double hetero junction structure in which the active layer is provided between the p-type cladding layer and the n-type cladding layer has been described. The present invention can be applied to a semiconductor light emitting device having a structure.

【0106】[0106]

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
電極直下以外の広域での発光が実現でき、光の取り出し
効率を向上させた高輝度の半導体発光素子が得られる。
また、電流拡散層をバンドギャップが大きい化合物半導
体で構成するため、発光部からの光が電流拡散層で吸収
されることはなく、高輝度の半導体発光素子が得られ
る。さらに、電流拡散層がAlを含まないか、またはA
l組成が0より大で0.3以下である化合物半導体から
なるので、従来のAlGaAs電流拡散層を用いた半導
体発光素子のように、電流拡散層の酸化や電流拡散層に
よる光吸収、電流拡散層中に含まれるp型ドーパントの
拡散等が生じず、信頼性を向上させることができる。ま
た、半導体積層構造と電流拡散層との間には電流阻止層
が部分的に設けられているので、電極直下以外の領域で
の発光効率がさらに向上する。
As described in detail above, according to the present invention,
Light emission in a wide area other than immediately below the electrodes can be realized, and a high-luminance semiconductor light-emitting element with improved light extraction efficiency can be obtained.
Further, since the current diffusion layer is made of a compound semiconductor having a large band gap, light from the light emitting portion is not absorbed by the current diffusion layer, and a high-brightness semiconductor light emitting device can be obtained. Further, the current spreading layer does not contain Al, or A
Since the semiconductor is composed of a compound semiconductor having a composition greater than 0 and 0.3 or less, the current diffusion layer is oxidized, the light is absorbed by the current diffusion layer, and the current diffusion is performed, as in a conventional semiconductor light emitting device using an AlGaAs current diffusion layer. Diffusion of the p-type dopant contained in the layer does not occur, and the reliability can be improved. Further, since the current blocking layer is partially provided between the semiconductor laminated structure and the current diffusion layer, the luminous efficiency in a region other than immediately below the electrode is further improved.

【0107】また、上記電流拡散層を2層にして、その
間に電流阻止層を部分的に設けると、光取り出し電極側
の電流拡散層内で電流阻止層の形成されていない領域ま
で電流が広げられ、さらに基板側の電流拡散層内で電流
が広げられるので、より広い領域で発光が得られる。
When the current diffusion layer is formed as two layers and a current blocking layer is partially provided therebetween, the current spreads to a region where the current blocking layer is not formed in the current diffusion layer on the light extraction electrode side. In addition, since the current is spread in the current diffusion layer on the substrate side, light emission can be obtained in a wider area.

【0108】上記電流阻止層は、第1導電型の化合物半
導体または高抵抗材料からなるものを用いることができ
る。特に、電流阻止層が高抵抗材料からなる場合には、
電流阻止層の導電型を制御したり、電流阻止層のキャリ
ア濃度を制御したりする必要が無いため、製造工程が簡
略化されると共に、不純物の再拡散による悪影響等も防
ぐことができる。また、上記電流阻止層は、その電流阻
止層が形成されていることにより形成領域のヘテロバリ
アを非形成領域のヘテロバリアよりも大きくするような
第2導電型の化合物半導体層を用いることができる。こ
の場合、発光部上の結晶が全て同じ導電型になるので、
製造工程が簡略化されると共に、逆導電型の不純物の再
拡散による悪影響も防ぐことができる。
The current blocking layer may be made of a first conductivity type compound semiconductor or a high resistance material. In particular, when the current blocking layer is made of a high resistance material,
Since there is no need to control the conductivity type of the current blocking layer or control the carrier concentration of the current blocking layer, it is possible to simplify the manufacturing process and prevent adverse effects due to re-diffusion of impurities. Further, as the current blocking layer, a compound semiconductor layer of the second conductivity type, in which the current blocking layer is formed so that the hetero barrier in the formation region is larger than the hetero barrier in the non-formation region, can be used. In this case, since all the crystals on the light emitting portion have the same conductivity type,
The manufacturing process is simplified, and adverse effects due to re-diffusion of impurities of the opposite conductivity type can be prevented.

【0109】上記電流拡散層としてGaP層を用いた場
合、Alを含まないので、その酸化による素子特性の低
下が生じず、信頼性を大幅に改善することができる。ま
た、GaP層は、従来の半導体発光素子において用いら
れているAlGaAs層よりもバンドギャップが大き
く、電流拡散層による発光部からの光の吸収を低減する
ことができるので、光の取り出し効率をより向上させて
高輝度の半導体発光素子を得ることができる。また、G
aP層は、Al組成gを0.4以上にしたAlgGa1-g
As層よりもp型ドーパントのイオン化率が高いので、
結晶成長中に拡散したp型ドーパントが素子特性に悪影
響を及ぼすのを防ぐことができる。さらに、GaP層
は、その上に直接電極を設けることができるので、従来
の半導体発光素子のようなコンタクト層が不要であり、
製造工程を少なくして大幅なコストの低減が実現でき
る。
In the case where a GaP layer is used as the current diffusion layer, since Al is not contained, deterioration of device characteristics due to its oxidation does not occur, and reliability can be greatly improved. In addition, the GaP layer has a larger band gap than the AlGaAs layer used in the conventional semiconductor light emitting device, and can reduce the absorption of light from the light emitting portion by the current diffusion layer. It is possible to obtain a high-brightness semiconductor light-emitting element by improving. G
The aP layer is made of Al g Ga 1-g having an Al composition g of 0.4 or more.
Since the ionization rate of the p-type dopant is higher than that of the As layer,
The p-type dopant diffused during the crystal growth can be prevented from adversely affecting the device characteristics. Further, since the GaP layer can be provided with an electrode directly thereon, a contact layer such as a conventional semiconductor light emitting device is not required,
Significant cost reduction can be realized by reducing the number of manufacturing steps.

【0110】上記電流拡散層としてZnaMg1-a1-b
Seb(0≦a≦1、0≦b≦1)層を用いた場合、G
aP層と同様にAlを含まないので、その酸化による素
子特性の低下が生じず、信頼性を大幅に改善することが
できる。また、ZnaMg1-a1-bSeb(0≦a≦1、
0≦b≦1)層は、GaP層よりもさらにバンドギャッ
プを大きくすることができるので、電流拡散層による発
光部からの光の吸収をさらに低減して高輝度の半導体発
光素子をえることができる。さらに、ZnaMg1-a
1-bSeb(0≦a≦1、0≦b≦1)層は、GaAs基
板および発光部との格子整合が可能であるので、発光部
に対して悪影響を及ぼさない。
As the current diffusion layer, Zn a Mg 1-a S 1-b
When the Se b (0 ≦ a ≦ 1, 0 ≦ b ≦ 1) layer is used, G
Since it does not contain Al as in the case of the aP layer, the device characteristics do not deteriorate due to its oxidation, and the reliability can be greatly improved. Also, Zn a Mg 1-a S 1-b Se b (0 ≦ a ≦ 1,
The 0 ≦ b ≦ 1) layer can further increase the band gap compared to the GaP layer, so that the absorption of light from the light emitting portion by the current diffusion layer can be further reduced to obtain a high-luminance semiconductor light emitting device. it can. Further, Zn a Mg 1-a S
Since the 1-b Se b (0 ≦ a ≦ 1, 0 ≦ b ≦ 1) layer can be lattice-matched with the GaAs substrate and the light emitting unit, it does not adversely affect the light emitting unit.

【0111】上記電流拡散層としてGa1-cIncN(0
≦c≦1)層を用いた場合、GaP層と同様にAlを含
まないので、その酸化による素子特性の低下が生じず、
信頼性を大幅に改善することができる。また、Ga1-c
IncN(0≦c≦1)層は、GaP層よりもさらにバ
ンドギャップを大きくすることができるので、電流拡散
層による発光部からの光の吸収をさらに低減して高輝度
の半導体発光素子を得ることができる。さらに、Ga
1-cIncN(0≦c≦1)層は、その上に直接電極を設
けることができるので、従来の半導体発光素子のような
コンタクト層が不要であり、製造工程を少なくして大幅
なコストの低減が実現できる。
[0111] Ga 1-c In c N ( 0 as the current diffusion layer
≦ c ≦ 1) When the layer is used, it does not contain Al as in the case of the GaP layer.
The reliability can be greatly improved. Ga 1-c
In c N (0 ≦ c ≦ 1) layer, it is possible to increase further the bandgap than GaP layer, further reduced by high-intensity semiconductor light-emitting element absorption of light from the light emitting portion due to current spreading layer Can be obtained. Further, Ga
1-c In c N (0 ≦ c ≦ 1) layer, it is possible to provide a direct electrode thereon, a contact layer, such as a conventional semiconductor light emitting element is not required, greatly reduces the manufacturing process Cost reduction can be realized.

【0112】上記電流拡散層として(AlxGa1-x
1-yInyP(0<x≦0.3、0≦y≦1)層を用いた
場合、Al組成が0.3以下であるので電流拡散層が酸
化されにくく、信頼性が低下しない。また、(Alx
1-x1-yInyP(0<x≦0.3、0≦y≦1)層
は、Al組成が0.3以下であっても発光部よりもバン
ドギャップを大きく設定することが可能であり、電流拡
散層による発光部からの光の吸収を低減できるので、光
の取り出し効率を向上させて高輝度の半導体発光素子を
得ることができる。さらに、(AlxGa1-x1-yIny
P(0<x≦0.3、0≦y≦1)層は、GaAs基板
および発光部との格子整合が可能であるので、発光部に
対する悪影響が生じない。
As the current diffusion layer, (Al x Ga 1 -x )
When a 1-y In y P (0 <x ≦ 0.3, 0 ≦ y ≦ 1) layer is used, the current diffusion layer is hardly oxidized and the reliability does not decrease because the Al composition is 0.3 or less. . Also, (Al x G
a 1-x ) 1-y In y P (0 <x ≦ 0.3, 0 ≦ y ≦ 1) layer has a band gap larger than that of the light emitting portion even when the Al composition is 0.3 or less. It is possible to reduce the absorption of light from the light emitting portion by the current diffusion layer, so that it is possible to improve the light extraction efficiency and obtain a high-luminance semiconductor light emitting device. Furthermore, (Al x Ga 1-x ) 1-y In y
Since the P (0 <x ≦ 0.3, 0 ≦ y ≦ 1) layer can be lattice-matched with the GaAs substrate and the light emitting unit, no adverse effect is exerted on the light emitting unit.

【0113】上記電流拡散層として(AlsGa1-s
1-tIntN(0<s≦0.3、0≦t≦1)層を用いた
場合、Al組成が0.3以下であるので電流拡散層が酸
化されにくく、信頼性が低下しない。また、(Als
1-s1-tIntN(0<s≦0.3、0≦t≦1)層
は、Al組成が0.3以下であっても従来の半導体発光
素子で用いられているAlGaAs層よりもバンドギャ
ップを大きく設定することが可能であるので、電流拡散
層による発光部からの光の吸収を低減できる。さらに、
(AlsGa1-s1-tIntN(0<s≦0.3、0≦t
≦1)層は、その上に直接電極を設けることができるの
で、従来の半導体発光素子のようなコンタクト層が不要
であり、製造工程を少なくして大幅なコストの低減が実
現できる。
As the current diffusion layer, (Al s Ga 1 -s )
1-t In t N when using a (0 <s ≦ 0.3,0 ≦ t ≦ 1) layer, hardly current diffusion layer is oxidized so Al composition is 0.3 or less, it is not reduced reliability . In addition, (Al s G
a 1-s) 1-t In t N (0 <s ≦ 0.3,0 ≦ t ≦ 1) layer, even Al composition 0.3 or less have been used in the conventional semiconductor light emitting element Since the band gap can be set larger than that of the AlGaAs layer, absorption of light from the light emitting portion by the current diffusion layer can be reduced. further,
(Al s Ga 1-s) 1-t In t N (0 <s ≦ 0.3,0 ≦ t
.Ltoreq.1) Since an electrode can be provided directly on the layer, a contact layer as in a conventional semiconductor light emitting device is not required, and the number of manufacturing steps can be reduced to realize a significant cost reduction.

【0114】上記電流拡散層として(AlpGa1-p
1-qInqAs(0<p≦0.3、0≦q≦1)層を用い
た場合、Al組成が0.3以下であるので電流拡散層が
酸化されにくく、信頼性が低下しない。また、(Alp
Ga1-p1-qInqAs(0<p≦0.3、0≦q≦
1)層は、Al組成が0.3以下であっても発光部より
もバンドギャップを大きく設定することが可能であるの
で、電流拡散層による発光部からの光の吸収を低減でき
る。
As the current diffusion layer, (Al p Ga 1 -p )
When a 1-q In q As (0 <p ≦ 0.3, 0 ≦ q ≦ 1) layer is used, since the Al composition is 0.3 or less, the current diffusion layer is not easily oxidized and the reliability does not decrease. . Also, (Al p
Ga 1-p ) 1-q In q As (0 <p ≦ 0.3, 0 ≦ q ≦
1) Even if the Al composition is 0.3 or less, the band gap can be set to be larger than that of the light emitting portion, so that light absorption from the light emitting portion by the current diffusion layer can be reduced.

【0115】上記電流阻止層と上記半導体積層構造との
間に保護層を設けると、再成長前にAlを含む材料から
なるクラッド層が露出されて酸化されるのを防ぐことが
できる。また、電流阻止層との選択エッチングが可能な
材料からなる保護層を設ければ、製造工程を大幅に簡略
化して大幅なコストの低減が実現できる。
By providing a protective layer between the current blocking layer and the semiconductor laminated structure, it is possible to prevent the cladding layer made of a material containing Al from being exposed and oxidized before regrowth. In addition, if a protective layer made of a material that can be selectively etched with the current blocking layer is provided, the manufacturing process can be greatly simplified and a significant cost reduction can be realized.

【0116】上記発光部としてAliGa1-iAs(0≦
i≦1)層を用いると、0.68μm〜0.86μm帯
の赤外領域において高出力の半導体発光素子が得られ
る。また、上記発光部として(AljGa1-j1-kInk
As(0≦j≦1、0≦k≦1)層を用いると、0.9
5μm〜1.25μm帯の赤外領域において高出力の半
導体発光素子が得られる。
As the light emitting portion, Al i Ga 1 -i As (0 ≦
When the i <1) layer is used, a high-output semiconductor light-emitting device can be obtained in the infrared region in the 0.68 μm to 0.86 μm band. Further, (Al j Ga 1-j ) 1-k In k
When an As (0 ≦ j ≦ 1, 0 ≦ k ≦ 1) layer is used, 0.9
A high-output semiconductor light emitting device can be obtained in the infrared region of the band from 5 μm to 1.25 μm.

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

【図1】実施形態1の半導体発光素子の製造工程を示す
断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing a manufacturing process of a semiconductor light emitting device of Embodiment 1.

【図2】実施形態2の半導体発光素子を示す断面図であ
る。
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a semiconductor light emitting device according to a second embodiment.

【図3】実施形態3の半導体発光素子を示す断面図であ
る。
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a semiconductor light emitting device according to a third embodiment.

【図4】実施形態4の半導体発光素子を示す断面図であ
る。
FIG. 4 is a sectional view showing a semiconductor light emitting device according to a fourth embodiment.

【図5】実施形態5の半導体発光素子を示す断面図であ
る。
FIG. 5 is a sectional view showing a semiconductor light emitting device of a fifth embodiment.

【図6】実施形態6の半導体発光素子を示す断面図であ
る。
FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a semiconductor light emitting device according to a sixth embodiment.

【図7】実施形態7の半導体発光素子を示す断面図であ
る。
FIG. 7 is a sectional view showing a semiconductor light emitting device of a seventh embodiment.

【図8】実施形態8の半導体発光素子を示す断面図であ
る。
FIG. 8 is a sectional view showing a semiconductor light emitting device according to an eighth embodiment.

【図9】実施形態9の半導体発光素子を示す断面図であ
る。
FIG. 9 is a sectional view showing a semiconductor light emitting device according to a ninth embodiment.

【図10】実施形態10の半導体発光素子を示す断面図
である。
FIG. 10 is a sectional view showing a semiconductor light emitting device according to a tenth embodiment.

【図11】実施形態11の半導体発光素子を示す断面図
である。
FIG. 11 is a sectional view showing a semiconductor light emitting device according to an eleventh embodiment.

【図12】実施形態12の半導体発光素子を示す断面図
である。
FIG. 12 is a sectional view showing a semiconductor light emitting device according to a twelfth embodiment.

【図13】実施形態13の半導体発光素子を示す断面図
である。
FIG. 13 is a sectional view showing a semiconductor light emitting device according to a thirteenth embodiment.

【図14】実施形態14の半導体発光素子の断面図であ
る。
FIG. 14 is a sectional view of a semiconductor light emitting device according to a fourteenth embodiment.

【図15】従来の半導体発光素子の断面図である。FIG. 15 is a sectional view of a conventional semiconductor light emitting device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、21、31、41、51、61、71、81、9
1、101、111、121、131、141 n型基
板 2、22、32、42、52、62、72、82、9
2、102、112、122、132、142 n型ク
ラッド層 3、23、33、43、53、63、73、83、9
3、103、113、123、133、143 活性層 4、24、34、44、54、64、74、84、9
4、104、114、124、134、144 p型ク
ラッド層 5、25、35、45、55、75、95、105、1
15、125、135、145 保護層 6、26、36、46、56、66、68、76、8
6、88、96、106、116、126、136、1
46 電流阻止層 7、27、37、47、57a、57b、67、77、
87a、87b、97、107a、107b、117、
127、137、147 電流拡散層 119、139、149 コンタクト層 10、210、310、410、510、610、71
0、810、910、1010、1110、1210、
1310、1410 n型電極 11、211、311、411、511、611、71
1、811、911、1011、1111、1211、
1311、1411 p型電極
1, 21, 31, 41, 51, 61, 71, 81, 9
1, 101, 111, 121, 131, 141 n-type substrate 2, 22, 32, 42, 52, 62, 72, 82, 9
2, 102, 112, 122, 132, 142 n-type cladding layers 3, 23, 33, 43, 53, 63, 73, 83, 9
3, 103, 113, 123, 133, 143 Active layer 4, 24, 34, 44, 54, 64, 74, 84, 9
4, 104, 114, 124, 134, 144 p-type cladding layer 5, 25, 35, 45, 55, 75, 95, 105, 1,
15, 125, 135, 145 Protective layer 6, 26, 36, 46, 56, 66, 68, 76, 8
6, 88, 96, 106, 116, 126, 136, 1
46 current blocking layers 7, 27, 37, 47, 57a, 57b, 67, 77,
87a, 87b, 97, 107a, 107b, 117,
127, 137, 147 Current diffusion layer 119, 139, 149 Contact layer 10, 210, 310, 410, 510, 610, 71
0, 810, 910, 1010, 1110, 1210,
1310, 1410 n-type electrode 11, 211, 311, 411, 511, 611, 71
1, 811, 911, 1011, 1111, 1211,
1311, 1411 p-type electrode

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板上に設けられた、発光部を有する化
合物半導体積層構造の上に部分的に電流阻止層が設けら
れ、該電流阻止層の上および該電流阻止層が形成されて
いない半導体積層構造部分の上にわたって、Alを含ま
ないか、またはAl組成が0より大で0.3以下であ
り、該発光部よりもバンドギャップが大きい化合物半導
体からなる電流拡散層が設けられ、さらに該電流拡散層
の上に該電流阻止層と対向するように光取り出し側電極
が設けられている半導体発光素子。
1. A semiconductor in which a current blocking layer is partially provided on a compound semiconductor laminated structure having a light emitting portion provided on a substrate, and the current blocking layer is not formed on the current blocking layer and the current blocking layer. A current diffusion layer made of a compound semiconductor containing no Al or having an Al composition greater than 0 and 0.3 or less and having a band gap larger than that of the light-emitting portion is provided over the stacked structure portion. A semiconductor light emitting device having a light extraction side electrode provided on a current diffusion layer so as to face the current blocking layer.
【請求項2】 基板上に設けられた、発光部を有する化
合物半導体積層構造の上に、Alを含まないか、または
Al組成が0より大で0.3以下であり、該発光部より
もバンドギャップが大きい化合物半導体からなる第1の
電流拡散層が設けられ、該第1の電流拡散層上に部分的
に電流阻止層が設けられ、該電流阻止層上および該電流
阻止層が形成されていない第1の電流拡散層上にわたっ
て、Alを含まないか、またはAl組成が0より大で
0.3以下であり、該発光部よりもバンドギャップが大
きい化合物半導体からなる第2導電型の第2の電流拡散
層が設けられ、さらに該第2の電流拡散層上に該電流阻
止層と対向するように光取り出し側電極が設けられてい
る半導体発光素子。
2. The semiconductor device according to claim 2, wherein the compound semiconductor laminated structure having a light emitting portion provided on the substrate does not contain Al or has an Al composition of more than 0 and 0.3 or less. A first current spreading layer made of a compound semiconductor having a large band gap is provided, a current blocking layer is provided partially on the first current spreading layer, and the current blocking layer and the current blocking layer are formed. Over the first current diffusion layer that does not include the second conductive type of a compound semiconductor containing no Al or having an Al composition of greater than 0 and less than or equal to 0.3 and a band gap larger than the light emitting portion. A semiconductor light emitting device comprising: a second current diffusion layer; and a light extraction side electrode provided on the second current diffusion layer so as to face the current blocking layer.
【請求項3】 前記化合物半導体積層構造が少なくとも
第1導電型の化合物半導体層と第2導電型の化合物半導
体層とを含み、該第1導電型の半導体層を該第2導電型
の半導体層よりも前記基板側に配して設けられ、前記電
流阻止層が、第1導電型の化合物半導体または高抵抗材
料からなる請求項1または2に記載の半導体発光素子。
3. The compound semiconductor multilayer structure includes at least a first conductivity type compound semiconductor layer and a second conductivity type compound semiconductor layer, wherein the first conductivity type semiconductor layer is a second conductivity type semiconductor layer. 3. The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein the current blocking layer is provided closer to the substrate side, and the current blocking layer is made of a first conductivity type compound semiconductor or a high resistance material. 4.
【請求項4】 前記化合物半導体積層構造が少なくとも
第1導電型の化合物半導体層と第2導電型の化合物半導
体層とを含み、該第1導電型の半導体層を該第2導電型
の半導体層よりも前記基板側に配して設けられ、前記電
流阻止層が第2導電型の化合物半導体からなり、該電流
阻止層が形成されていることにより電流阻止層の形成領
域のヘテロバリアが電流阻止層の非形成領域のヘテロバ
リアよりも大きくなっている請求項1または2に記載の
半導体発光素子。
4. The compound semiconductor multilayer structure includes at least a first conductivity type compound semiconductor layer and a second conductivity type compound semiconductor layer, wherein the first conductivity type semiconductor layer is a second conductivity type semiconductor layer. The current blocking layer is made of a second conductivity type compound semiconductor, and the current blocking layer is formed so that the hetero barrier in the current blocking layer formation region is The semiconductor light-emitting device according to claim 1, wherein the semiconductor light-emitting device is larger than the heterobarrier in the non-forming region.
【請求項5】 前記電流拡散層が第2導電型で、その材
料がGaP、ZnaMg1-a1-bSeb(0≦a≦1、0
≦b≦1)、Ga1-cIncN(0≦c≦1)、(Alx
Ga1-x1-yInyP(0<x≦0.3、0≦y≦
1)、(AlsGa1-s1-tIntN(0<s≦0.3、
0≦t≦1)または(AlpGa1-p1-qInqAs(0
<p≦0.3、0≦q≦1)からなる請求項1乃至4の
いずれか1つに記載の半導体発光素子。
5. The current diffusion layer is of a second conductivity type and is made of GaP, Zn a Mg 1 -a S 1 -b Se b (0 ≦ a ≦ 1, 0
≦ b ≦ 1), Ga 1 -c In c N (0 ≦ c ≦ 1), (Al x
Ga 1-x ) 1-y In y P (0 <x ≦ 0.3, 0 ≦ y ≦
1), (Al s Ga 1 -s) 1-t In t N (0 <s ≦ 0.3,
0 ≦ t ≦ 1) or (Al p Ga 1-p ) 1-q Inq As (0
5. The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein <p ≦ 0.3, 0 ≦ q ≦ 1).
【請求項6】 前記電流阻止層と前記半導体積層構造と
の間に、GanIn1-nP(0≦n≦1)、AlmGa1-m
As(0≦m≦1)、(ZndMg1-d)S1-eSee(0
≦d≦1、0≦e≦1)、GaAIn1-AN(0≦A≦
1)または(AlDGa1-D1-EInEAs(0≦D≦
1、0≦E≦1)からなる保護層が設けられている請求
項1乃至5のいずれか1つに記載の半導体発光素子。
6. Gn In 1-n P (0 ≦ n ≦ 1), Al m Ga 1-m between the current blocking layer and the semiconductor multilayer structure.
As (0 ≦ m ≦ 1) , (Zn d Mg 1-d) S 1-e Se e (0
≦ d ≦ 1, 0 ≦ e ≦ 1), Ga A In 1- AN (0 ≦ A ≦
1) or (Al D Ga 1-D) 1-E In E As (0 ≦ D ≦
The semiconductor light-emitting device according to claim 1, further comprising a protective layer comprising: 1, 0 ≦ E ≦ 1).
【請求項7】 前記発光部がAliGa1-iAs(0≦i
≦1)または(AljGa1-j1-kInkAs(0≦j≦
1、0≦k≦1)からなる請求項1乃至6のいずれか1
つに記載の半導体発光素子。
7. The light-emitting unit according to claim 1, wherein the light emitting unit is Al i Ga 1 -i As (0 ≦ i
≦ 1) or (Al j Ga 1-j) 1-k In k As (0 ≦ j ≦
7. The method according to claim 1, wherein the following condition is satisfied: 1, 0 ≦ k ≦ 1).
4. A semiconductor light emitting device according to any one of the above.
JP06879797A 1997-03-21 1997-03-21 Semiconductor light emitting device Expired - Fee Related JP3651730B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP06879797A JP3651730B2 (en) 1997-03-21 1997-03-21 Semiconductor light emitting device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP06879797A JP3651730B2 (en) 1997-03-21 1997-03-21 Semiconductor light emitting device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH10270752A true JPH10270752A (en) 1998-10-09
JP3651730B2 JP3651730B2 (en) 2005-05-25

Family

ID=13384079

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP06879797A Expired - Fee Related JP3651730B2 (en) 1997-03-21 1997-03-21 Semiconductor light emitting device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3651730B2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006054216A (en) * 2004-08-09 2006-02-23 Rohm Co Ltd Light emitting diode chip and chip type light emitting element comprising it
CN108321264A (en) * 2017-12-22 2018-07-24 南昌凯迅光电有限公司 High brightness ito thin film LED chip and its manufacturing method

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006054216A (en) * 2004-08-09 2006-02-23 Rohm Co Ltd Light emitting diode chip and chip type light emitting element comprising it
JP4571458B2 (en) * 2004-08-09 2010-10-27 ローム株式会社 Chip-type light emitting device with light emitting diode chip
CN108321264A (en) * 2017-12-22 2018-07-24 南昌凯迅光电有限公司 High brightness ito thin film LED chip and its manufacturing method

Also Published As

Publication number Publication date
JP3651730B2 (en) 2005-05-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7402843B2 (en) Group III-V compound semiconductor and group III-V compound semiconductor device using the same
KR100295241B1 (en) Semiconductor light emitting device and its manufacturing method
JP3251603B2 (en) Semiconductor light emitting device
US6730938B2 (en) Semiconductor light emitting device and method for manufacturing the same
JP2004088054A (en) Group iii-v compound semiconductor device and method of manufacturing the same
JP2002232005A (en) Light emitting element
US6864514B2 (en) Light emitting diode
JP3625088B2 (en) Semiconductor light emitting device
JPH08293623A (en) Method of manufacturing light emitting diode
KR19990006633A (en) Light emitting semiconductor device and manufacturing method thereof
JPH0883927A (en) Algainp light emitting device
JPH08222760A (en) Semiconductor light emitting element
JP2803791B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
US20040224434A1 (en) Method of forming a semiconductor structure for use in a light emitting diode and a semiconductor structure
JP3332785B2 (en) Semiconductor light emitting device and method of manufacturing the same
JP3651730B2 (en) Semiconductor light emitting device
JP2000174341A (en) Gallium nitride based compound semiconductor light- emitting element
JPH08236811A (en) Semiconductor light emitting device and its manufacture
JP3606545B2 (en) Semiconductor light emitting device
JP2001015805A (en) AlGaInP LIGHT-EMITTING ELEMENT AND EPITAXIAL WAFER THEREFOR
JP2006135214A (en) Epitaxial wafer for semiconductor light-emitting element and the semiconductor light-emitting element
JPH07169992A (en) Semiconductor light emitter
JPS6244717B2 (en)
JPH0389568A (en) Light emitting diode and manufacture thereof
JP3852852B2 (en) Light emitting diode

Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20020821

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20050126

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20050217

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080304

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090304

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100304

Year of fee payment: 5

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees