JPH11168238A - 半導体発光素子 - Google Patents
半導体発光素子Info
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- JPH11168238A JPH11168238A JP33545097A JP33545097A JPH11168238A JP H11168238 A JPH11168238 A JP H11168238A JP 33545097 A JP33545097 A JP 33545097A JP 33545097 A JP33545097 A JP 33545097A JP H11168238 A JPH11168238 A JP H11168238A
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- electrode
- light emitting
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電流拡散層とその上に設けられる電極との間
の接触面積を大きくすることにより電流密度を下げて駆
動電圧を低くしながら、電極の投影面積を大きくせず、
表面側から取り出す光の遮断が増えない半導体発光素子
を提供する。 【解決手段】 基板１上にｎ形層３およびｐ形層５が積
層され発光層を形成する発光層形成部１１が設けられ、
発光層形成部１１の表面側に電流拡散層６が設けられて
いる。その電流拡散層６の表面に電極８が設けられ、そ
の電極８と接触する部分の電流拡散層６の表面に凹凸面
が形成されている。
の接触面積を大きくすることにより電流密度を下げて駆
動電圧を低くしながら、電極の投影面積を大きくせず、
表面側から取り出す光の遮断が増えない半導体発光素子
を提供する。 【解決手段】 基板１上にｎ形層３およびｐ形層５が積
層され発光層を形成する発光層形成部１１が設けられ、
発光層形成部１１の表面側に電流拡散層６が設けられて
いる。その電流拡散層６の表面に電極８が設けられ、そ
の電極８と接触する部分の電流拡散層６の表面に凹凸面
が形成されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はＡｌＧａＩｎＰ系の
化合物半導体材料を用いる可視光の発光素子に関する。
さらに詳しくは、半導体結晶層の成長時間を短くしなが
ら電流を発光素子チップの全面に拡散して発光効率を向
上させ得る半導体発光素子に関する。
化合物半導体材料を用いる可視光の発光素子に関する。
さらに詳しくは、半導体結晶層の成長時間を短くしなが
ら電流を発光素子チップの全面に拡散して発光効率を向
上させ得る半導体発光素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の可視光の半導体発光素子は、たと
えば発光層形成部にＡｌＧａＩｎＰ系の化合物半導体材
料を用い、図５に示されるような構造になっている。す
なわち、図５において、ｎ形のＧａＡｓからなる半導体
基板２１上に、たとえばｎ形のＡｌＧａＩｎＰ系の半導
体材料からなるｎ形クラッド層２２、クラッド層よりバ
ンドギャップエネルギーが小さくなる組成のノンドープ
のＡｌＧａＩｎＰ系の半導体材料からなる活性層２３、
ｐ形のＡｌＧａＩｎＰ系の半導体材料からなるｐ形クラ
ッド層２４がそれぞれエピタキシャル成長され、ダブル
ヘテロ接合構造の発光層形成部２９が形成されている。
さらにその表面にＧａＰからなるｐ形の電流拡散層２５
が順次エピタキシャル成長され、その表面にｐ側電極２
７、半導体基板２１の裏面側にｎ側電極２８がそれぞれ
Ａｕ-Ｇｅ-Ｎｉ合金などにより形成されることにより構
成されている。
えば発光層形成部にＡｌＧａＩｎＰ系の化合物半導体材
料を用い、図５に示されるような構造になっている。す
なわち、図５において、ｎ形のＧａＡｓからなる半導体
基板２１上に、たとえばｎ形のＡｌＧａＩｎＰ系の半導
体材料からなるｎ形クラッド層２２、クラッド層よりバ
ンドギャップエネルギーが小さくなる組成のノンドープ
のＡｌＧａＩｎＰ系の半導体材料からなる活性層２３、
ｐ形のＡｌＧａＩｎＰ系の半導体材料からなるｐ形クラ
ッド層２４がそれぞれエピタキシャル成長され、ダブル
ヘテロ接合構造の発光層形成部２９が形成されている。
さらにその表面にＧａＰからなるｐ形の電流拡散層２５
が順次エピタキシャル成長され、その表面にｐ側電極２
７、半導体基板２１の裏面側にｎ側電極２８がそれぞれ
Ａｕ-Ｇｅ-Ｎｉ合金などにより形成されることにより構
成されている。
【０００３】この構造の発光素子では、積層された半導
体層の表面側、すなわちｐ側電極２７側からの光が利用
され、光を遮断するｐ側電極２７はできるだけ小さい面
積で形成される。一方、この電流拡散層２５は、電流を
拡散すると共に、活性層２３で発光する光を吸収しない
ことが望ましく、バンドギャップエネルギーの大きい材
料であるＧａＰが用いられている。このＧａＰ層は、バ
ンドギャップが比較的大きいため、その表面に設けられ
る電極用の金属との間の接触抵抗を充分に下げることが
できず、比較的接触が良好なＡｕ-Ｇｅ-Ｎｉ合金を用い
ても、金属と半導体界面での電圧降下が大きい。
体層の表面側、すなわちｐ側電極２７側からの光が利用
され、光を遮断するｐ側電極２７はできるだけ小さい面
積で形成される。一方、この電流拡散層２５は、電流を
拡散すると共に、活性層２３で発光する光を吸収しない
ことが望ましく、バンドギャップエネルギーの大きい材
料であるＧａＰが用いられている。このＧａＰ層は、バ
ンドギャップが比較的大きいため、その表面に設けられ
る電極用の金属との間の接触抵抗を充分に下げることが
できず、比較的接触が良好なＡｕ-Ｇｅ-Ｎｉ合金を用い
ても、金属と半導体界面での電圧降下が大きい。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前述のように、ＧａＰ
が用いられる電流拡散層とその上に設けられる電極金属
との電気的接触を充分に得ることができない。しかし、
電極材料は光を透過させないため、その面積を大きくす
ると、その表面側に取り出す光が少なくなり、結局外部
に取り出すことができる発光量が低下する。そのため、
一定量の発光量を得るためには電流密度を高くして電流
を増やすしかない。その結果、動作電圧が上昇するとい
う問題がある。
が用いられる電流拡散層とその上に設けられる電極金属
との電気的接触を充分に得ることができない。しかし、
電極材料は光を透過させないため、その面積を大きくす
ると、その表面側に取り出す光が少なくなり、結局外部
に取り出すことができる発光量が低下する。そのため、
一定量の発光量を得るためには電流密度を高くして電流
を増やすしかない。その結果、動作電圧が上昇するとい
う問題がある。
【０００５】本発明の目的は、このような問題を解決
し、電流拡散層とその上に設けられる電極との間の接触
面積を大きくすることにより電流密度を下げて駆動電圧
を低くしながら、電極の投影面積が大きくならず表面側
から取り出す光の遮断が増えない半導体発光素子を提供
することにある。
し、電流拡散層とその上に設けられる電極との間の接触
面積を大きくすることにより電流密度を下げて駆動電圧
を低くしながら、電極の投影面積が大きくならず表面側
から取り出す光の遮断が増えない半導体発光素子を提供
することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明による半導体発光
素子は、基板と、該基板上にｎ形層およびｐ形層が積層
され発光層を形成する発光層形成部と、該発光層形成部
の表面側に設けられる電流拡散層と、該電流拡散層の表
面に設けられる電極とを備える半導体発光素子であっ
て、前記電極と接触する部分の前記電流拡散層の表面が
たとえば深さ１μｍ以上程度の凹凸面に形成されてい
る。
素子は、基板と、該基板上にｎ形層およびｐ形層が積層
され発光層を形成する発光層形成部と、該発光層形成部
の表面側に設けられる電流拡散層と、該電流拡散層の表
面に設けられる電極とを備える半導体発光素子であっ
て、前記電極と接触する部分の前記電流拡散層の表面が
たとえば深さ１μｍ以上程度の凹凸面に形成されてい
る。
【０００７】この構造にすることにより、電極の平面的
な面積を大きくすることなく、電流拡散層との接触面積
が大きくなり、その間の接触抵抗が小さくなって電圧降
下を低くすることができる。
な面積を大きくすることなく、電流拡散層との接触面積
が大きくなり、その間の接触抵抗が小さくなって電圧降
下を低くすることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】つぎに、図面を参照しながら本発
明の半導体発光素子について説明をする。
明の半導体発光素子について説明をする。
【０００９】本発明の半導体発光素子は、図１にその一
例の断面構造が示されるように、ｎ形のＧａＡｓ基板１
上にたとえばＡｌＧａＩｎＰ系化合物半導体からなり発
光層を形成する発光層形成部１１が堆積され、その表面
にＧａＰからなるｐ形の電流拡散層６が１０〜７０μｍ
程度設けられ、その表面および基板１の裏面にＡｕ-Ｇ
ｅ-Ｎｉ合金などからなるｐ側電極８およびｎ側電極９
がそれぞれ設けられている。本発明ではＧａＰからなる
ｐ形の電流拡散層６のｐ側電極８が設けられる部分に凹
凸部６ａが形成され、その凹凸面にｐ側電極８が設けら
れていることに特徴がある。ここにＡｌＧａＩｎＰ系材
料とは、（Ａｌx Ｇａ1-x ）0.51Ｉｎ0. 49Ｐの形で表さ
れ、ｘの値が０と１との間で種々の値のときの材料を意
味する。なお、（Ａｌx Ｇａ1-x ）とＩｎの混晶比率の
０.５１および０.４９はＡｌＧａＩｎＰ系材料が積層さ
れるＧａＡｓなどの半導体基板と格子整合される比率で
あることを意味する。
例の断面構造が示されるように、ｎ形のＧａＡｓ基板１
上にたとえばＡｌＧａＩｎＰ系化合物半導体からなり発
光層を形成する発光層形成部１１が堆積され、その表面
にＧａＰからなるｐ形の電流拡散層６が１０〜７０μｍ
程度設けられ、その表面および基板１の裏面にＡｕ-Ｇ
ｅ-Ｎｉ合金などからなるｐ側電極８およびｎ側電極９
がそれぞれ設けられている。本発明ではＧａＰからなる
ｐ形の電流拡散層６のｐ側電極８が設けられる部分に凹
凸部６ａが形成され、その凹凸面にｐ側電極８が設けら
れていることに特徴がある。ここにＡｌＧａＩｎＰ系材
料とは、（Ａｌx Ｇａ1-x ）0.51Ｉｎ0. 49Ｐの形で表さ
れ、ｘの値が０と１との間で種々の値のときの材料を意
味する。なお、（Ａｌx Ｇａ1-x ）とＩｎの混晶比率の
０.５１および０.４９はＡｌＧａＩｎＰ系材料が積層さ
れるＧａＡｓなどの半導体基板と格子整合される比率で
あることを意味する。
【００１０】電流拡散層６は、ｐ側電極８とのオーミッ
クコンタクトを得るために高いキャリア濃度で光をでき
るだけ吸収しない層として設けられている。すなわち、
キャリア濃度が２×１０18〜２×１０19ｃｍ-3程度で、
バンドギャップが大きく光を吸収しにくいＧａＰ層から
なっている。この電流拡散層６は、通常は電流をチップ
内に広く拡散させるため、１０〜７０μｍ程度の厚さに
形成されるが、電流の拡散作用を他の方法で行い、薄く
する場合もある。しかし、いずれの場合でも、少なくと
も２μｍ以上の厚さで設けられる。
クコンタクトを得るために高いキャリア濃度で光をでき
るだけ吸収しない層として設けられている。すなわち、
キャリア濃度が２×１０18〜２×１０19ｃｍ-3程度で、
バンドギャップが大きく光を吸収しにくいＧａＰ層から
なっている。この電流拡散層６は、通常は電流をチップ
内に広く拡散させるため、１０〜７０μｍ程度の厚さに
形成されるが、電流の拡散作用を他の方法で行い、薄く
する場合もある。しかし、いずれの場合でも、少なくと
も２μｍ以上の厚さで設けられる。
【００１１】電流拡散層６の凹凸面６ａは、電流拡散層
６を成長した後に、たとえばＨＣｌまたはＨＣｌ＋ＨＮ
Ｏ3 のエッチング液により、フォトリソグラフィの方法
で０.３〜３分程度のエッチングを行うことにより凹凸
の山谷の高さが１〜２μｍ程度の深さで形成される。こ
の凹凸は、エッチングなどによる通常の形成法では図２
（ａ）に示されるように、平均的には横方向と深さ方向
との比はほぼ同程度の寸法（４５゜の傾斜面）で形成さ
れ、その場合には表面積の増加は深さには余り影響しな
い。しかし、凹凸面の形成を顕著にするためには１μｍ
以上に設けられるのが好ましい。電流拡散層６は少なく
とも２μｍ以上は設けられるため、１μｍは設けること
ができ、電流拡散層の厚さに応じて変化させることもで
きる。このような横方向と深さ方向の大きさがほぼ同じ
になる凹凸面の形成法は、前述のウェットのケミカルエ
ッチングのほかに、イオンビームエッチング、プラズマ
エッチングなどの方法により形成することができる。
６を成長した後に、たとえばＨＣｌまたはＨＣｌ＋ＨＮ
Ｏ3 のエッチング液により、フォトリソグラフィの方法
で０.３〜３分程度のエッチングを行うことにより凹凸
の山谷の高さが１〜２μｍ程度の深さで形成される。こ
の凹凸は、エッチングなどによる通常の形成法では図２
（ａ）に示されるように、平均的には横方向と深さ方向
との比はほぼ同程度の寸法（４５゜の傾斜面）で形成さ
れ、その場合には表面積の増加は深さには余り影響しな
い。しかし、凹凸面の形成を顕著にするためには１μｍ
以上に設けられるのが好ましい。電流拡散層６は少なく
とも２μｍ以上は設けられるため、１μｍは設けること
ができ、電流拡散層の厚さに応じて変化させることもで
きる。このような横方向と深さ方向の大きさがほぼ同じ
になる凹凸面の形成法は、前述のウェットのケミカルエ
ッチングのほかに、イオンビームエッチング、プラズマ
エッチングなどの方法により形成することができる。
【００１２】一方、図２（ｂ）に示されるように、横方
向に対して深さ方向に大きくなる凹凸が形成されるほど
表面積が大きくなり好ましい。この横方向より深さ方向
が大きくなるような凹凸面は、フォトリソグラフィの方
法でエッチング時間を制御することにより、形成するこ
とができる。このような横方向より深さ方向が深くなる
凹凸面を形成する方法は、前述の方法以外にイオンビー
ムエッチング、プラズマエッチングなどの方法を用いる
ことができる。
向に対して深さ方向に大きくなる凹凸が形成されるほど
表面積が大きくなり好ましい。この横方向より深さ方向
が大きくなるような凹凸面は、フォトリソグラフィの方
法でエッチング時間を制御することにより、形成するこ
とができる。このような横方向より深さ方向が深くなる
凹凸面を形成する方法は、前述の方法以外にイオンビー
ムエッチング、プラズマエッチングなどの方法を用いる
ことができる。
【００１３】発光層形成部１１は、ＡｌＧａＩｎＰ系化
合物半導体からなり、キャリア濃度が１×１０17〜１×
１０19ｃｍ-3程度で、厚さが０.１〜２μｍ程度のｎ形
クラッド層３と、ノンドープでクラッド層よりバンドギ
ャップエネルギーが小さくなる組成のＡｌＧａＩｎＰ系
化合物半導体からなり、０.１〜２μｍ程度の厚さの活
性層４と、Ｚｎがドープされてキャリア濃度が１×１０
16〜１×１０19ｃｍ-3程度で、厚さが０.１〜２μｍ程
度のｎ形クラッド層３と同じ組成のＡｌＧａＩｎＰ系化
合物半導体からなるｐ形クラッド層５との積層構造から
なっている。なお、ＧａＡｓ基板１上に図示しないバッ
ファ層を介してこれらの発光層形成部１１が積層される
場合もある。その場合、バッファ層は、ｎ形のＧａＡｓ
からなり、厚さが０.１〜２μｍ程度でキャリア濃度が
１×１０17〜１×１０19ｃｍ-3程度に形成される。
合物半導体からなり、キャリア濃度が１×１０17〜１×
１０19ｃｍ-3程度で、厚さが０.１〜２μｍ程度のｎ形
クラッド層３と、ノンドープでクラッド層よりバンドギ
ャップエネルギーが小さくなる組成のＡｌＧａＩｎＰ系
化合物半導体からなり、０.１〜２μｍ程度の厚さの活
性層４と、Ｚｎがドープされてキャリア濃度が１×１０
16〜１×１０19ｃｍ-3程度で、厚さが０.１〜２μｍ程
度のｎ形クラッド層３と同じ組成のＡｌＧａＩｎＰ系化
合物半導体からなるｐ形クラッド層５との積層構造から
なっている。なお、ＧａＡｓ基板１上に図示しないバッ
ファ層を介してこれらの発光層形成部１１が積層される
場合もある。その場合、バッファ層は、ｎ形のＧａＡｓ
からなり、厚さが０.１〜２μｍ程度でキャリア濃度が
１×１０17〜１×１０19ｃｍ-3程度に形成される。
【００１４】前述の電流拡散層６の表面にＡｕ-Ｔｉ合
金、またはＡｕ-Ｇｅ-Ｎｉ合金などからなるｐ側電極８
が、またＧａＡｓ基板１の裏面にＡｕ-Ｇｅ-Ｎｉ合金な
どからなるｎ側電極９がそれぞれ真空蒸着などにより設
けられている。
金、またはＡｕ-Ｇｅ-Ｎｉ合金などからなるｐ側電極８
が、またＧａＡｓ基板１の裏面にＡｕ-Ｇｅ-Ｎｉ合金な
どからなるｎ側電極９がそれぞれ真空蒸着などにより設
けられている。
【００１５】つぎに、図１に示される半導体発光素子の
製法を図３の工程説明図を参照しながら説明する。ま
ず、図３（ａ）に示されるように、たとえばｎ形のＧａ
Ａｓ基板１をＭＯＣＶＤ装置内に入れ、反応ガスのトリ
エチルガリウム（以下、ＴＥＧという）またはトリメチ
ルガリウム（以下、ＴＭＧという）およびアルシン（以
下、ＡｓＨ3 という）、ＳｅのドーパントガスであるＨ
2 Ｓｅをキャリアガスの水素（Ｈ2 ）と共に導入し、５
００〜８００℃程度でエピタキシャル成長し、キャリア
濃度が１×１０18ｃｍ-3程度になるようにＳｅがドープ
されたｎ形のＧａＡｓからなるバッファ層（図示せず）
を０.１μｍ程度成膜する。ついで、ＡｓＨ3 に代えて
ホスフィン（以下、ＰＨ3 という）を、さらにＴＭＡお
よびトリメチルインジウム（以下、ＴＭＩｎという）を
導入し、ｎ形でキャリア濃度が１×１０16〜１×１０19
ｃｍ-3程度のたとえば（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.51Ｉｎ
0.49Ｐからなるｎ形クラッド層３を０.５μｍ程度、反
応ガスのＴＭＡを減らしてＴＭＧを増やし、たとえばノ
ンドープの（Ａｌ0.25Ｇａ0.75）0.51Ｉｎ0.49Ｐからな
る活性層４を０.５μｍ程度、ｎ形クラッド層３と同様
の反応ガスで、Ｈ2 Ｓｅの代わりに、Ｚｎのドーパント
ガスとしてのジメチル亜鉛（ＤＭＺｎ）を導入してキャ
リア濃度が１×１０16〜１×１０19ｃｍ-3の（Ａｌ0.7
Ｇａ0.3 ）0.51Ｉｎ0.49Ｐからなるｐ形クラッド層５を
０.５μｍ程度エピタキシャル成長する。さらに、ドー
パントガスのＤＭＺｎを導入しながら、反応ガスをＴＭ
ＧおよびＰＨ3 にして、ＧａＰの成長を続け、キャリア
濃度が２×１０18〜２×１０19ｃｍ -3程度の電流拡散層
６を５μｍ程度形成する。
製法を図３の工程説明図を参照しながら説明する。ま
ず、図３（ａ）に示されるように、たとえばｎ形のＧａ
Ａｓ基板１をＭＯＣＶＤ装置内に入れ、反応ガスのトリ
エチルガリウム（以下、ＴＥＧという）またはトリメチ
ルガリウム（以下、ＴＭＧという）およびアルシン（以
下、ＡｓＨ3 という）、ＳｅのドーパントガスであるＨ
2 Ｓｅをキャリアガスの水素（Ｈ2 ）と共に導入し、５
００〜８００℃程度でエピタキシャル成長し、キャリア
濃度が１×１０18ｃｍ-3程度になるようにＳｅがドープ
されたｎ形のＧａＡｓからなるバッファ層（図示せず）
を０.１μｍ程度成膜する。ついで、ＡｓＨ3 に代えて
ホスフィン（以下、ＰＨ3 という）を、さらにＴＭＡお
よびトリメチルインジウム（以下、ＴＭＩｎという）を
導入し、ｎ形でキャリア濃度が１×１０16〜１×１０19
ｃｍ-3程度のたとえば（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.51Ｉｎ
0.49Ｐからなるｎ形クラッド層３を０.５μｍ程度、反
応ガスのＴＭＡを減らしてＴＭＧを増やし、たとえばノ
ンドープの（Ａｌ0.25Ｇａ0.75）0.51Ｉｎ0.49Ｐからな
る活性層４を０.５μｍ程度、ｎ形クラッド層３と同様
の反応ガスで、Ｈ2 Ｓｅの代わりに、Ｚｎのドーパント
ガスとしてのジメチル亜鉛（ＤＭＺｎ）を導入してキャ
リア濃度が１×１０16〜１×１０19ｃｍ-3の（Ａｌ0.7
Ｇａ0.3 ）0.51Ｉｎ0.49Ｐからなるｐ形クラッド層５を
０.５μｍ程度エピタキシャル成長する。さらに、ドー
パントガスのＤＭＺｎを導入しながら、反応ガスをＴＭ
ＧおよびＰＨ3 にして、ＧａＰの成長を続け、キャリア
濃度が２×１０18〜２×１０19ｃｍ -3程度の電流拡散層
６を５μｍ程度形成する。
【００１６】つぎに、図３（ｂ）に示されるように、Ｍ
ＯＣＶＤ装置からウェハを取り出して電流拡散層６の表
面にフォトレジストなどのマスク（図示せず）を設け
る。そして、電極の形成部のみを露出させ、ＨＣｌ系ま
たはＨＣｌ＋ＨＮＯ3 系のエッチング液により、０.３
〜３分程度エッチングをして電極の形成部の表面を凹凸
にし、凹凸面６ａを形成してマスクを除去する。
ＯＣＶＤ装置からウェハを取り出して電流拡散層６の表
面にフォトレジストなどのマスク（図示せず）を設け
る。そして、電極の形成部のみを露出させ、ＨＣｌ系ま
たはＨＣｌ＋ＨＮＯ3 系のエッチング液により、０.３
〜３分程度エッチングをして電極の形成部の表面を凹凸
にし、凹凸面６ａを形成してマスクを除去する。
【００１７】ついで、図３（ｃ）に示されるように、真
空蒸着装置にウェハを入れ、ＮｉおよびＴｉ、またはＡ
ｕ、ＧｅおよびＮｉをそれぞれ成膜し、シンターし、パ
ターニングすることによりＡｕ-Ｔｉ合金、またはＡｕ-
Ｇｅ-Ｎｉ合金などからなるｐ側電極８を形成する。さ
らに、基板１の裏面にＡｕ-Ｇｅ-Ｎｉ合金などからなる
ｎ側電極９を形成し、ダイシングしてチップ化すること
により、図１に示されるような半導体発光素子が得られ
る。
空蒸着装置にウェハを入れ、ＮｉおよびＴｉ、またはＡ
ｕ、ＧｅおよびＮｉをそれぞれ成膜し、シンターし、パ
ターニングすることによりＡｕ-Ｔｉ合金、またはＡｕ-
Ｇｅ-Ｎｉ合金などからなるｐ側電極８を形成する。さ
らに、基板１の裏面にＡｕ-Ｇｅ-Ｎｉ合金などからなる
ｎ側電極９を形成し、ダイシングしてチップ化すること
により、図１に示されるような半導体発光素子が得られ
る。
【００１８】本発明によれば、電極が設けられる電流拡
散層の表面に凹凸が形成されているため、電流拡散層と
電極金属との接触面積が増加する。すなわち、図２
（ａ）に示されるように、凹凸の傾斜面が４５゜で形成
されているとすると、その表面積は２1/2 倍となり、約
１.４倍となる。そのため電流密度を下げることがで
き、図４に電圧−電流密度特性が示されるように、同じ
電流を得るためには電流密度を１／１.４にすることが
でき、電圧を下げることができる。図４でＡはオーミッ
ク接触タイプで、Ｂはショットキー接触タイプである
が、いずれの構造においても接触面積が大きくなること
により、動作電圧をそれぞれＶ10からＶ11、Ｖ20からＶ
21に低下することができる。一方、平面的な面積（投影
面積）は増加しないため、その面積により光を遮断する
量が増えることはない。その結果、同じ電流を得るのに
電極と半導体層との間の電圧降下を少なくして動作電圧
を下げることができる。図２（ｂ）に示されるように深
い凹凸が形成されることにより、さらに接触面積を大き
くすることができる。
散層の表面に凹凸が形成されているため、電流拡散層と
電極金属との接触面積が増加する。すなわち、図２
（ａ）に示されるように、凹凸の傾斜面が４５゜で形成
されているとすると、その表面積は２1/2 倍となり、約
１.４倍となる。そのため電流密度を下げることがで
き、図４に電圧−電流密度特性が示されるように、同じ
電流を得るためには電流密度を１／１.４にすることが
でき、電圧を下げることができる。図４でＡはオーミッ
ク接触タイプで、Ｂはショットキー接触タイプである
が、いずれの構造においても接触面積が大きくなること
により、動作電圧をそれぞれＶ10からＶ11、Ｖ20からＶ
21に低下することができる。一方、平面的な面積（投影
面積）は増加しないため、その面積により光を遮断する
量が増えることはない。その結果、同じ電流を得るのに
電極と半導体層との間の電圧降下を少なくして動作電圧
を下げることができる。図２（ｂ）に示されるように深
い凹凸が形成されることにより、さらに接触面積を大き
くすることができる。
【００１９】なお、前述の例では、電流拡散層と電極と
の間の接触がオーミック接触構造のＬＥＤであったが、
電流拡散層がＡｌＧａＰ系化合物半導体からなるＬＥＤ
のようなショットキー接触型構造のＬＥＤでも同様であ
る。また、活性層４を両クラッド層３、５により挟持
し、活性層４と両クラッド層３、５の材料を変えた構
造、たとえばＡｌの混晶比を異ならせ、活性層にキャリ
アや光を閉じ込めやすくして活性層４を発光層とするダ
ブルヘテロ接合構造であるが、活性層４を介さないでｐ
ｎ接合が形成され、ｐｎ接合部に発光層を形成する構造
のもでもよい。
の間の接触がオーミック接触構造のＬＥＤであったが、
電流拡散層がＡｌＧａＰ系化合物半導体からなるＬＥＤ
のようなショットキー接触型構造のＬＥＤでも同様であ
る。また、活性層４を両クラッド層３、５により挟持
し、活性層４と両クラッド層３、５の材料を変えた構
造、たとえばＡｌの混晶比を異ならせ、活性層にキャリ
アや光を閉じ込めやすくして活性層４を発光層とするダ
ブルヘテロ接合構造であるが、活性層４を介さないでｐ
ｎ接合が形成され、ｐｎ接合部に発光層を形成する構造
のもでもよい。
【００２０】さらに、前述の例では、半導体発光素子を
構成する各半導体層として、ＡｌＧａＩｎＰ系化合物半
導体の具体的な半導体材料を用い、その厚さやキャリア
濃度に特定の例が示されているが、これらの例には限定
されず、ＡｌＧａＡｓ系化合物半導体などの他の化合物
半導体を用いる場合も同様である。
構成する各半導体層として、ＡｌＧａＩｎＰ系化合物半
導体の具体的な半導体材料を用い、その厚さやキャリア
濃度に特定の例が示されているが、これらの例には限定
されず、ＡｌＧａＡｓ系化合物半導体などの他の化合物
半導体を用いる場合も同様である。
【００２１】
【発明の効果】本発明によれば、同じ輝度の発光を得る
場合に動作電圧を低くすることができ、低い駆動電圧で
輝度の大きい半導体発光素子が得られる。
場合に動作電圧を低くすることができ、低い駆動電圧で
輝度の大きい半導体発光素子が得られる。
【図１】本発明の半導体発光素子の一実施形態の断面構
造を示す図である。
造を示す図である。
【図２】図１の電流拡散層と電極との境界面に形成され
る凹凸面の説明図である。
る凹凸面の説明図である。
【図３】図１の半導体発光素子の製造工程を示す説明図
である。
である。
【図４】凹凸面が設けられることにより動作電圧が低下
する例の説明図である
する例の説明図である
【図５】従来の半導体発光素子の断面構造を示す図であ
る。
る。
１ 基板 ３ ｎ形クラッド層 ４ 活性層 ５ ｐ形クラッド層 ６ 電流拡散層 １１ 発光層形成部
Claims (1)
- 【請求項１】 基板と、該基板上にｎ形層およびｐ形層
が積層され発光層を形成する発光層形成部と、該発光層
形成部の表面側に設けられる電流拡散層と、該電流拡散
層の表面に設けられる電極とを備える半導体発光素子で
あって、前記電極と接触する部分の前記電流拡散層の表
面が凹凸面に形成されてなる半導体発光素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33545097A JPH11168238A (ja) | 1997-12-05 | 1997-12-05 | 半導体発光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33545097A JPH11168238A (ja) | 1997-12-05 | 1997-12-05 | 半導体発光素子 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2004336069A Division JP2005051275A (ja) | 2004-11-19 | 2004-11-19 | 半導体発光素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11168238A true JPH11168238A (ja) | 1999-06-22 |
Family
ID=18288701
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33545097A Pending JPH11168238A (ja) | 1997-12-05 | 1997-12-05 | 半導体発光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11168238A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1820223A1 (en) * | 2004-12-08 | 2007-08-22 | Electronics and Telecommunications Research Institute | Light emitting diode and method of fabricating the same |
| JP2014099491A (ja) * | 2012-11-14 | 2014-05-29 | Stanley Electric Co Ltd | 半導体発光素子 |
-
1997
- 1997-12-05 JP JP33545097A patent/JPH11168238A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1820223A1 (en) * | 2004-12-08 | 2007-08-22 | Electronics and Telecommunications Research Institute | Light emitting diode and method of fabricating the same |
| JP2008517477A (ja) * | 2004-12-08 | 2008-05-22 | エレクトロニクス アンド テレコミュニケーションズ リサーチ インスチチュート | 発光素子及び発光素子の製造方法 |
| EP1820223A4 (en) * | 2004-12-08 | 2012-02-08 | Korea Electronics Telecomm | LUMINOUS DIODE AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF |
| JP2014099491A (ja) * | 2012-11-14 | 2014-05-29 | Stanley Electric Co Ltd | 半導体発光素子 |
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Legal Events
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