JPH11251627A - 電流狭窄型発光ダイオードの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】高い発光効率が得られ且つ結晶性が優れた電流
狭窄型発光ダイオードを効率良く製造する方法を提供す
る。 【解決手段】結晶成長工程において、積層方向の中間部
に位置してその上下方向に連続する同じ導電型の第一キ
ャップ層８４および第二キャップ層８０よりも不純物の
拡散速度が高い横拡散層８２を含む複数の半導体層を順
次結晶成長させることにより、複数の区画１００を備え
たエピタキシャル・ウェハ８８が作製され、拡散溝形成
工程において、横拡散層８２の端面をそれら複数の区画
１００の各々毎に露出させるための数 (μm)程度の深さ
の拡散溝９４がそのエピタキシャル・ウェハ８８の上面
６８に設けられ、不純物拡散工程において、その上面６
８側からZnを拡散させることにより、拡散溝９４内に露
出させられた端面から拡散させられたZnによって導電型
が反転させられた電流阻止部８６が横拡散層８２内に形
成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、発光領域を発光層
の一部に限定するための電流狭窄構造を有する発光ダイ
オード（ＬＥＤ）の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】基板上に発光層を含む複数の半導体層が
積層されて成る素子構造部を備えると共に、その発光層
における通電領域をその積層面内の一部に制限するため
の電流狭窄構造をその素子構造部内に有し、その発光層
の一部に設けられた通電領域すなわち発光領域で発生し
た光を、それら基板および素子構造部の一方の表面（光
取出面）の一部に設けられた光取出部から射出する形式
の電流狭窄型面発光ＬＥＤが知られている。このような
電流狭窄型ＬＥＤは、発光領域が限定され且つ専らその
真上に設けられた光取出部から光が射出させられるた
め、高い光出力が得られると共に放出される光をレンズ
や光ファイバに効率よく取り込むことが可能である。そ
のため、例えば、各種センサやエンコーダ等の光の集束
性が要求される光学式測定器の光源や、光ファイバ通信
の光源等として好適に用いられる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来、上記のような電
流狭窄構造を素子構造部内に形成するに際しては、例え
ば、不純物拡散、イオン注入、或いは再成長等による方
法が採られていた。これらのうち不純物拡散による方法
では、素子構造部の積層表面からその一部に不純物を選
択的に拡散して半導体層の導電型を反転させることによ
り、通電部あるいは非通電部が形成される。図１、図２
にそれぞれ断面構造を模式的に示されるＬＥＤ１０、１
２は、このような方法によって製造されるＬＥＤの一例
である。

【０００４】先ず、図１に示されるＬＥＤ１０は、例え
ば、n-GaAs単結晶から成る基板１４上に結晶成長させら
れた複数種類のAlGaAs系化合物半導体から成る素子構造
部１６と、基板下面１８および光取出面として機能する
素子構造層上面２０にそれぞれ固着された下部電極２２
および上部電極２４とを備えたものである。素子構造部
１６は、n-Al_0.3Ga_0.7As単結晶から成る第一クラッド層
２６、p-GaAs単結晶から成る活性層２８、p-Al_0.3Ga_0.7
As単結晶から成る第二クラッド層３０、p-Al_{0. 1}Ga_0.9As
単結晶から成る拡散停止層３２、およびn-Al_0.1Ga_0.9As
単結晶から成るブロック層３４から構成される。このブ
ロック層３４を貫通して拡散停止層３２表層部に至る斜
線範囲には、環状の拡散防止膜３８が備えられた上面２
０（積層表面）側からその中央部に選択的に亜鉛(Zn)等
のｐ型不純物が拡散されることにより、高濃度で亜鉛が
ドーピングされた拡散部３６が形成されている。これに
より、ｎ型のブロック層３４の導電型が拡散部３６内で
反転させられて通電部が形成され、活性層２８の通電部
直下の範囲に通電領域Ｒが制限される電流狭窄構造が構
成されている。拡散防止膜３８は、このように不純物を
中央部に選択的に拡散する目的で設けられたものであ
り、例えば導電性を有しない窒化珪素(Si₃N₄)等で構成
される。そのため、ＬＥＤ１０では、上部電極２４の内
周部が拡散防止膜３８よりも内周側に位置させられ、拡
散部３６の外周縁部に重ねて設けられることで導通が確
保されていることから、その内周側部分Ｂが光取出部と
して機能する。

【０００５】また、図２に示されるＬＥＤ１２は、ＬＥ
Ｄ１０と略同様な素子構造部１６を基板１４上に備えた
ものであるが、その上面２０の中央部に凹所４０を有す
ると共に、素子構造部１６の表層部にその凹所４０の形
状に倣った拡散部３６が形成されている。すなわち、拡
散部３６は、中央部においてブロック層３４を貫通して
拡散停止層３２の表層部に至る深さを有する一方、周辺
部においてそのブロック層３４の途中までの深さを有す
る。これにより、その中央部に通電部が形成され、活性
層２８における通電領域Ｒがその通電部の直下に制限さ
れる電流狭窄構造が構成されている。このＬＥＤ１２で
は、上面２０全面から不純物を拡散させることにより、
その上面形状に倣って凹所４０の下側で不純物が深い位
置までドーピングさせられることに基づいて通電部を形
成したものである。そのため、ブロック層３４の導電型
が表層部全体で反転させられることから、通電領域Ｒ上
よりも外周側で上部電極２４との導通が確保され、その
内周側部分Ｂが光取出部として機能する。

【０００６】また、図３は、イオン注入により電流狭窄
構造を形成したＬＥＤ４２の断面構造を模式的に示す図
である。図において、基板１４上に備えられた素子構造
部１６の表層部には、ブロック層３４に代えて第二クラ
ッド層３０と同様な導電型のp-Al_0.15Ga_0.85As単結晶か
ら成るキャップ層４４が備えられる。なお、このＬＥＤ
４２では、第一クラッド層２６および第二クラッド層３
０がAl_0.4Ga_0.6As単結晶で、活性層２８がAl_0.1Ga_0.9As
単結晶でそれぞれ構成されている。上記のキャップ層４
４には、上面２０から2 〜3(μm)程度の深さ位置に、図
に斜線で示される0.5 〜1.0(μm)程度の厚さの環状のブ
ロック部４６が備えられる。このブロック部４６は、シ
リコン(Si)やセレン(Se)等のｎ型不純物をドーピングす
ることによりキャップ層４４の導電型が部分的に反転さ
せられて形成されたものである。そのため、ブロック層
４６が設けられている深さ位置ではその内周側が通電部
となることから、活性層２８における通電領域Ｒがその
通電部の直下に制限されている。上記のブロック部４６
は、上面２０からイオン注入することにより形成された
ものであり、キャップ層４４の表面すなわち上面２０は
当初の導電型に維持されている。したがって、ＬＥＤ１
２と同様、通電領域Ｒ上よりも外周側で上部電極２４と
の導通が確保されるため、その内周側部分Ｂが光取出部
として機能する。

【０００７】また、図４は、再成長により電流狭窄構造
を形成したＬＥＤ４８の断面構造を模式的に示す図であ
る。図において、基板１４上に備えられた素子構造部１
６は、第二クラッド層３０上に第三クラッド層５０、ブ
ロック層３４、キャップ層４４を備えている。なお、Ｌ
ＥＤ４８では、第一クラッド層２６、第二クラッド層３
０、および第三クラッド層５０がAlInGaP 単結晶で、活
性層２８がun-InGaP単結晶で、ブロック層３４およびキ
ャップ層４４がAlGaAs単結晶で構成される。それぞれｐ
型の第三クラッド層５０およびキャップ層４４間に備え
られたｎ型のブロック層３４は、例えば0.5(μm)程度の
厚さを有して環状を成しており、その内周側においては
第三クラッド層５０上に直接キャップ層４４が積層され
ている。そのため、その内周側部分に通電部が形成され
て活性層２８における通電領域Ｒがその直下部分に制限
されている。上記の環状のブロック層３４は、基板１４
上に第一クラッド層２６乃至ブロック層３４を順次結晶
成長させた後、エピタキシャル・ウェハを一旦結晶成長
装置から取り出し、エッチング処理してブロック層３４
の中央部を除去してこれを環状とした後、再び結晶成長
装置内でキャップ層４４を結晶成長させることで形成さ
れる。したがって、このＬＥＤ４８においても、上面２
０全面で上部電極２４と導通させられることから、通電
領域Ｒ上よりも外周側に設けられた上部電極２４よりも
内周側部分Ｂが光取出部として機能する。

【０００８】しかしながら、上記従来の各方法で電流狭
窄構造を形成したＬＥＤ１０、１２、４２、および４８
においては、それぞれ以下に述べるような問題点があっ
た。先ず、図１に示されるような不純物を選択的に拡散
する方法では、形成された通電部上すなわち通電領域Ｒ
上の周縁部の一部を覆うように上部電極２４が設けられ
ることから、活性層２８で発生した光がその周縁部で遮
られるため、発光出力を十分に向上できないという問題
がある。しかも、不純物を拡散させられた部分では光の
吸収係数が大きくなるため、光の射出経路に拡散部３６
が備えられていることによっても発光出力が低下させら
れる。なお、ブロック層３４に代えて拡散停止層３２と
同様な導電型のキャップ層を備え、通電部の外周側に不
純物を拡散させることでブロック部を形成すれば後者の
問題を避けられるが、その場合でも前者の上部電極２４
による遮光の問題は同様に発生する。一方、不純物拡散
による方法のうち、図２に示されるような全面拡散して
凹所４０で拡散深さを制御する方法では、通電領域Ｒ上
を避けて上部電極２４を設け得る。したがって、上部電
極２４による遮光は生じないが、その反面、光の射出経
路に拡散部３６が位置することは避けられないため、そ
れによる発光出力の低下が生じ得る。

【０００９】これらに対して、図３および図４に示され
る方法では、素子構造部１６の層の途中（厚さ方向にお
ける中間部）に環状のブロック部４６或いはブロック層
３４が備えられることから、上部電極２４が通電領域Ｒ
上の一部を覆わず、しかも、光の射出経路に不純物のド
ーピング（拡散）領域が位置しないため、電流狭窄構造
を設けたことに基づいて高い発光出力が得られる。しか
しながら、図３に示されるようなイオン注入による方法
では、高価な装置が必要となって製造コストが高くなる
と共に、ブロック部４６を十分な厚さに形成するのに多
大な時間を要して生産効率が低いという問題がある。一
方、図４に示されるような再成長による方法では、結晶
成長工程が二度に分けられて積層途中にエッチング処理
が行われるため、製造工程が煩雑になって製造コストが
増大すると共に、段差部分で良好な結晶を得ることが困
難となってホモロジが悪化し、延いては転移等の欠陥が
多くなってＬＥＤのリーク電流の増大や信頼性低下が生
じるという問題がある。なお、上述した図１〜４の構造
では、光取出部Ｂが上面２０において内周側に備えられ
ているが、通電部と非通電部とを反対に設けて外周部に
光取出部Ｂが備えられるような電流狭窄構造の場合に
も、それぞれ同様な問題が発生する。

【００１０】本発明は、以上の事情を背景として成され
たものであって、その目的は、高い発光効率が得られ且
つ結晶性が優れた電流狭窄型発光ダイオードを効率良く
製造する方法を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】斯かる目的を達成するた
め、本発明の要旨とするところは、発光層を含む複数の
半導体層が積層された素子構造部を備え、通電領域を制
限されることによりその発光層の一部に設けられた発光
領域で発生した光を、その素子構造部の表面または裏面
側の光取出面においてその発光領域上に設けられた光取
出部から射出させる形式の電流狭窄型発光ダイオードの
製造方法であって、(a) 積層方向の中間部に位置してそ
の上下方向の少なくとも一方に連続する同じ導電型の各
層よりも所定の不純物の拡散速度が高い電流狭窄層を含
み且つ前記発光層を挟んで導電型が異なるように、前記
複数の半導体層を所定の基板上に順次結晶成長させて積
層することにより、前記素子構造部にそれぞれ対応する
複数の区画を備えたエピタキシャル・ウェハを作製する
結晶成長工程と、(b) 前記電流狭窄層の端面を前記複数
の区画の各々毎に露出させるための所定深さの拡散用凹
所を、前記エピタキシャル・ウェハの前記上下方向の一
方側に位置する一面に設ける拡散用凹所形成工程と、
(c) 前記一面側から前記所定の不純物を拡散させること
により、前記拡散用凹所内に露出させられた端面から拡
散させられたその所定の不純物によって導電型を反転さ
せられた電流阻止部を前記電流狭窄層内に形成する不純
物拡散工程とを、含むことにある。

【００１２】

【発明の効果】このようにすれば、結晶成長工程におい
て、積層方向の中間部に位置してその上下方向の少なく
とも一方に連続する同じ導電型の各層よりも所定の不純
物の拡散速度が高い電流狭窄層を含み且つ前記発光層を
挟んで導電型が異なるように前記複数の半導体層を所定
の基板上に順次結晶成長させて積層することにより、前
記素子構造部にそれぞれ対応する複数の区画を備えたエ
ピタキシャル・ウェハが作製され、続く拡散用凹所形成
工程において、電流狭窄層の端面をそれら複数の区画の
各々毎に露出させるための所定深さの拡散用凹所が、そ
のエピタキシャル・ウェハの前記上下方向の一方側に位
置する一面に設けられ、更に、不純物拡散工程におい
て、その一面側から前記所定の不純物を拡散させること
により、拡散用凹所内に露出させられた端面から拡散さ
せられたその所定の不純物によって導電型が反転させら
れた電流阻止部が電流狭窄層内に形成される。

【００１３】そのため、素子構造部にそれぞれ対応する
複数の区画の各々の中間部に備えられる電流狭窄層の端
面が拡散用凹所内に露出させられた状態で、その拡散用
凹所が設けられている一面側から不純物が拡散させられ
ると、その不純物は一面側からだけでなくその端面から
も素子構造部に拡散させられる。このとき、電流狭窄層
は少なくともその一面側に連続する同じ導電型の各層よ
りもその不純物の拡散速度が高いことから、それらの中
ではその一面に沿った方向において最も深く不純物が拡
散させられる。このため、電流狭窄層内に形成される電
流阻止部は、導電型を反転させられた部分のうちその一
面に沿った方向において導電型を反転させられていない
領域側に最も突き出して位置することから、それによっ
て通電領域延いては発光領域が決定されて容易に電流狭
窄構造が形成される。しかも、上記の一面を構成する半
導体層はその電流阻止部よりもその一面に沿った方向に
おいて拡散用凹所から浅い範囲だけが導電型を反転させ
られることから、その一面が光取出面として機能させら
れる場合にも、その一面の発光領域上を避けて電極との
導通部を設け得るため、高い発光効率が得られる。更
に、電流阻止部が簡単な不純物拡散法で形成されるた
め、イオン注入による場合のような生産効率の低下や再
成長させる場合のような結晶性の乱れが生じない。した
がって、高い発光効率が得られ且つ結晶性が優れた電流
狭窄型発光ダイオードを効率良く製造することができ
る。

【００１４】

【発明の他の態様】ここで、好適には、前記複数の半導
体層のうち、前記電流狭窄層とは導電型が異なり且つ前
記拡散用凹所内に端面が露出させられた各層は、その電
流狭窄層よりも前記所定の不純物の拡散速度が低くされ
る。このようにすれば、電流狭窄層と同じ導電型の半導
体層だけでなく、導電型が異なる層のうち前記拡散用凹
所内に端面が露出させられる各層も、その電流狭窄層よ
りも所定の不純物の拡散速度が低くされる。そのため、
電流狭窄層とは導電型が異なることから不純物拡散後に
も当初の導電型に維持される半導体層においても、その
不純物が拡散された範囲はその電流狭窄層内に形成され
る電流阻止部よりも前記一面に沿った方向において拡散
用凹所から浅く形成される。したがって、発光領域上す
なわち発光層で発生した光の射出経路に不純物が拡散さ
せられた部分が存在しないことから、発光効率が一層高
い電流狭窄型発光ダイオードを得ることができる。

【００１５】また、好適には、前記複数の半導体層のう
ち、前記拡散用凹所内において端面が露出させられた最
下部の層に接してその下側に位置するものは、前記電流
狭窄層よりも前記所定の不純物の拡散速度が低くされ
る。このようにすれば、拡散用凹所内に端面が露出させ
られた最下部の層に接してその下側に位置するものも、
前記電流狭窄層よりも前記所定の不純物の拡散速度を低
くされる。そのため、その下側の半導体層内における不
純物の拡散速度が低くされていることから、拡散用凹所
の底面からその下側の半導体層中に不純物が拡散させら
れても、前記一面に沿った方向において拡散用凹所から
電流阻止部よりも深く広がることが抑制されるため、一
層確実に所望の電流狭窄構造を得ることができる。

【００１６】また、前記の電流狭窄型発光ダイオードの
製造方法は、好適には、(d) 前記不純物拡散工程に先立
って、前記拡散用凹所内を除く前記一面に前記所定の不
純物の拡散を妨げるための拡散防止膜を設ける拡散防止
膜形成工程を、更に含むものである。このようにすれ
ば、不純物拡散工程に先立つ拡散防止膜形成工程におい
て、拡散用凹所内を除く前記一面に、その一面からの不
純物の拡散を妨げる拡散防止膜が設けられる。そのた
め、その一面を構成する半導体層内にも、拡散用凹所内
に露出させられた端面だけから不純物が拡散させられる
ことから、その一面全面に不純物が拡散させられること
が抑制される。そのため、その一面が光取出面として機
能させられる場合にも、その一面を構成する半導体層中
の不純物の拡散部分を除去する処理を施すことなく、発
光領域上すなわち光の射出経路に不純物の拡散させられ
た部分が存在することが好適に抑制される。

【００１７】因みに、拡散防止膜を設けることなく不純
物拡散工程を実施する場合には、拡散用凹所内に露出さ
せられている端面からだけでなく、前記一面からも半導
体層内に不純物が拡散させられる。そのため、その一面
が光取出面として機能させられる場合には不純物の拡散
部分で光が吸収されて発光効率が低下させられ、或い
は、その一面が不純物によって導電型を反転させられる
場合には、その一面に固着される電極との導通（電気的
接触）が妨げられる。したがって、何れの場合にもその
一面から不純物が拡散させられた表層部はエッチング処
理等で除去することが望ましいのである。

【００１８】また、一層好適には、上記の拡散防止膜
は、前記発光領域で発生させられる光に対して透明であ
る。このようにすれば、拡散防止膜を光取出部上に残し
たままＬＥＤを構成し得ることから、一層製造工程が簡
単になる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図面を
参照して詳細に説明する。なお、以下の実施例におい
て、各部の寸法比等は必ずしも正確に描かれていない。

【００２０】図５は、本発明の製造方法の一実施例が適
用された電流狭窄型発光ダイオード（以下、単にＬＥＤ
という）６０の構造を模式的に示す図である。図におい
て、ＬＥＤ６０は、微小な発光領域を備えた電流狭窄型
面発光ＬＥＤであって、例えば、基板６２と、よく知ら
れた液相成長（Liquid Phase Epitaxy：ＬＰＥ）法や有
機金属化学気相成長（Metal-Organic Chemical Vapor D
eposition ：ＭＯＣＶＤ）法等によって、その基板６２
上に複数種類の化合物半導体層が順次結晶成長させられ
ることにより形成されたデバイス構造層６４と、基板６
２の下面６６およびそのデバイス構造層６４の上面６８
にそれぞれ固着された下部電極７０および上部電極７２
とを備えている。

【００２１】上記の基板６２は、例えば200 〜500(μm)
程度の厚さを備えたp-GaAs単結晶から成る化合物半導体
である。また、上記デバイス構造層６４は、例えば、基
板６２側から順に積層された第一クラッド層７４、活性
層７６、第二クラッド層７８、第二キャップ層８０、横
拡散層８２、および第一キャップ層８４で構成されてい
る。第一クラッド層７４は、例えば厚さ1(μm)程度の p
-AlInGaP単結晶から成る化合物半導体、活性層７６は、
例えば厚さ0.5(μm)程度のun-InGaP単結晶から成る化合
物半導体、第二クラッド層７８は、例えば厚さ1(μm)程
度の n-AlInGaP単結晶から成る化合物半導体、第二キャ
ップ層８０は、例えば厚さ2(μm)程度のn-GaP単結晶か
ら成る化合物半導体、横拡散層８２は、例えば厚さ0.5
(μm)程度の n-AlInGaP単結晶から成る化合物半導体、
第一キャップ層８４は、例えば厚さ3(μm)程度の n-GaP
単結晶から成る化合物半導体である。なお、第一、第二
クラッド層７４、７８、および活性層７６の混晶比は、
発光波長等に応じて適宜定められ、横拡散層８２の混晶
比は、後述するように電流阻止部８６の積層面方向の大
きさに応じて定められる。本実施例においては、デバイ
ス構造層６４が素子構造部に、活性層７６が発光層に、
横拡散層８２が電流狭窄層にそれぞれ相当する。

【００２２】また、上記の下部電極７０は、例えば下面
６６の全面に1(μm)程度の厚さで設けられたｐ型電極で
あって、その下面６６から順に Au-Zn合金およびAuが積
層されて構成される。一方、上部電極７２は、光取出面
となる上面６８に備えられる光取出部Ｂの外周側に環状
に1(μm)程度の厚さで設けられたものであって、その上
面６８から順に Au-Ge合金、NiおよびAuが積層されて構
成される。

【００２３】また、前記の横拡散層８２には、上記の光
取出部Ｂの下側に位置する中央部分を除く図に斜線で示
される外周側部分に、例えばｐ型の不純物であるZnが拡
散させられることによりその導電型を反転させられて形
成された環状の電流阻止部８６が備えられている。すな
わち、横拡散層８２は、内周側の通電部と外周側の電流
阻止部８６とから構成される。これにより、デバイス構
造層６４には、その電流阻止部８６の内周側を通る経路
だけで通電可能な電流狭窄構造が形成されており、活性
層７６における通電領域すなわち発光領域がその内周側
のその通電部の直下に位置するＲで示される範囲に制限
されている。そして、電流阻止部８６の内周縁すなわち
通電部の外周縁は、上記の上部電極７２の内周縁すなわ
ち光取出部Ｂの外周縁よりも小さくされている。そのた
め、発光径が小さくされていると共に、発光領域Ｒ上す
なわち活性層７６で発生して光取出部Ｂから取り出され
る光の射出経路には、不純物が拡散させられた部分も、
上部電極７２も存在しないことから、ＬＥＤ６０によれ
ば高い発光効率を得ることができる。

【００２４】なお、上記のｐ型不純物は、横拡散層８２
だけに選択的に拡散させられており、その上下に位置す
る第一キャップ層８４および第二キャップ層８０との界
面近傍にも殆ど拡散させられていない。すなわち、ｐ型
不純物が拡散させられた領域は、横拡散層８２内だけ
に、上面６８に沿った方向においてデバイス構造層６４
の端面から深い範囲に形成されている。また、デバイス
構造層６４は、第二キャップ層８０の上端部の一部を含
むそれよりも上側（すなわち上面６８側）の部分（すな
わち不純物拡散により形成された電流阻止部８６よりも
僅かに下側の位置よりも上側に位置する第二キャップ層
８０の上端部、横拡散層８２、および第一キャップ層８
４）の断面積（上面６８すなわち積層面に沿った断面の
面積）が、それより下側部分に比べて小さい段付き形状
となっている。

【００２５】以下、上記のＬＥＤ６０の製造方法を、工
程図を示す図６、および工程の各段階における断面構造
の要部を模式的に示す図７(a) 〜(f) を参照して説明す
る。先ず、結晶成長工程Ｓ１においては、基板６２上に
化合物半導体を順次結晶成長（エピタキシャル成長）さ
せて積層することにより、前記デバイス構造層６４を備
えて複数個のＬＥＤ６０に加工されるエピタキシャル・
ウェハ８８（以下、単にウェハ８８という）を作製す
る。すなわち、図５に示される層構成から明らかなよう
に、基板６２上に、活性層７６を挟んで相互に導電型が
異なるように複数の半導体層を積層することでデバイス
構造層６４が形成される。なお、このとき、デバイス構
造層６４の表層部を構成する第一キャップ層８４の厚さ
は、後の不純物拡散工程Ｓ４においてZnが拡散させられ
且つ表層拡散部除去工程Ｓ５において除去されるその表
層部分の拡散深さと同等以上の大きさだけ、前記ＬＥＤ
６０における値すなわち3.0(μm)程度よりも厚くされ
る。次いで、保護膜形成工程Ｓ２においては、デバイス
構造層６４の表面６８にレジスト膜９０をパターン形成
する。図７(a) は、この状態を示している。このとき、
レジスト膜９０のパターンは、図８にウェハ８８を上面
６８から見た平面図を示すように、後述のダイシング工
程Ｓ７で個々のＬＥＤ６０に分割する際の分割線Ｄ（図
７(e) に二点鎖線で示す）上を中心とする幅20〜100(μ
m)程度の格子状の開口部９２を有して形成される。すな
わち、レジスト膜９０は、個々のＬＥＤ６０毎にその上
に独立して島状に備えられる矩形（略正方形）パターン
で形成される。なお、パターン形成は、例えばよく知ら
れたフォトリソグラフィ法等を利用して、レジスト膜９
０を上面６８の全面に塗布形成して不要部分（開口部９
２）を除去することで行うことができる。

【００２６】続く拡散溝形成工程Ｓ３においては、例え
ば臭素を 1(vol％) 程度添加したメタノール溶液をエッ
チング液として用いて、上面６８からエッチング処理を
施すことにより、デバイス構造層６４の表面の開口部９
２の位置に格子状の拡散溝９４を形成し、レジスト膜９
０を剥離液で除去する。このとき、エッチング条件は、
拡散溝９４の深さが第一キャップ層８４および横拡散層
８２を貫通して第二キャップ層８０の表面が露出させら
れる深さ、すなわち、横拡散層８２の積層方向に略垂直
な端面（側面）がその拡散溝９４内に露出させられる深
さとなるように設定される。したがって、その深さは前
述の第一キャップ層８４の厚さに応じて定められること
となり、第一キャップ層８４の厚さが3.5(μm)程度の場
合には、それに横拡散層８２の厚さ0.5(μm)を加えた4
(μm)程度である。すなわち、拡散溝形成工程Ｓ３は、
後述する区画１００毎に横拡散層８２の外周側端面を露
出させるための拡散溝９４を設けるものである。なお、
選択性を有するエッチング液を用いて、GaP から成る第
一キャップ層８４およびAlInGaP から成る横拡散層８２
の各々を順次除去してもよい。これにより、幅20〜100
(μm)程度、深さ数 (μm)程度の格子状の拡散溝９４が
上面６８全体に形成される。図７(b) は、この状態を示
している。本実施例においては、上記の拡散溝９４が拡
散用凹所に相当し、拡散溝形成工程Ｓ３が拡散用凹所形
成工程に対応する。

【００２７】そして、不純物拡散工程Ｓ４において、上
面６８側からｐ型不純物であるZnを拡散する。このZnの
拡散は、例えば、以下のようにして行われる。すなわ
ち、先ず、Znを添加した珪素化合物（SiO₂の溶液）をウ
ェハ８８の上面６８にスピン・コートし、ベーキング処
理を施すことにより、その上面６８を覆うＳＯＧ（spin
on glass ）膜９６を形成する。図７(c) は、この状態
を示しており、ＳＯＧ膜９６は拡散溝９４内を略埋め尽
くすように設けられる。次いで、このウェハ８８を電気
炉等によって例えば700(℃) ×3 時間程度の条件で熱処
理することにより、ＳＯＧ膜９６内のZnがデバイス構造
層６４内に拡散させられる。図７(d) は、このようにZn
を拡散した後に、例えば弗酸を用いてエッチング処理す
ることによってＳＯＧ膜９６を除去した状態を示してお
り、図の斜線で示される範囲がZnが拡散させられた拡散
部９８である。図から明らかなように、拡散部９８は上
面６８から第二キャップ層８０の表層部までのｎ型領域
だけに形成されており、斜線部分すなわち拡散部９８の
導電型がｐ型に反転させられている。

【００２８】このとき、Znは上面６８からだけでなく拡
散溝９４の内壁面（すなわちデバイス構造層６４の第一
キャップ層８４および横拡散層８２の端面が露出させら
れている面）および底面（すなわち第二キャップ層８０
の表面が露出させられている面）からも拡散させられる
が、 AlInGaPから成る横拡散層８２内における拡散速度
は GaPから成る第一キャップ層８４および第二キャップ
層８２内における拡散速度よりも高い傾向にある。すな
わち、デバイス構造層６４は、積層方向の中間部に位置
してその上下方向に連続する同じ導電型の第一キャップ
層８４および第二キャップ層８０よりも不純物Znの拡散
速度が高い横拡散層８２を含んで構成されており、その
不純物Znの拡散速度の低い第一キャップ層８４および第
二キャップ層８０に挟まれた横拡散層８２は、その端面
が拡散溝９４内に露出させられている。そのため、その
横拡散層８２内には、拡散溝９４の内壁面すなわちその
端面から比較的内周部分まで深くZnが拡散させられる一
方、第一キャップ層８４および第二キャップ層８０内に
は、上面６８、拡散溝９４の内壁面および底面すなわち
それらの表面および端面から表層部分のみに浅くZnが拡
散させられる。したがって、図７(d) に示されるよう
に、拡散部９８は、GaP から成る第一キャップ層８４お
よび第二キャップ層８０では、上面６８或いは拡散溝９
４の内壁面および底面から数百(nm)〜数 (μm)程度の深
さの表層部だけに形成される一方、AlInGaP から成る横
拡散層８２では、拡散溝９４の内壁面から積層面に沿っ
た内周側に向かって100(μm)程度（すなわち第一キャッ
プ層８４等における値の数十倍〜数百倍程度）の深さに
形成されることとなる。換言すれば、デバイス構造層６
４において、上面６８側に露出させられている部分を除
き、その上面６８すなわち積層面に垂直な断面における
その端面から内周側に向かう方向の拡散部９８の深さ
は、横拡散層８２内だけで深くなっている。なお、横拡
散層８２内における積層面に沿った方向の拡散速度は略
一様であることから、前記図８に斜線で示すように、拡
散部９８の横拡散層８２内に形成される内周端はその横
拡散層８２の露出端面の輪郭に倣った形状、すなわち拡
散溝９４の内壁面形状に倣った矩形となっている。本実
施例においては、第一キャップ層８４および第二キャッ
プ層８０が「上下方向の少なくとも一方に連続する同じ
導電型の各層」に相当する。

【００２９】因みに、同一条件下における化合物半導体
中での不純物の拡散速度は、 GaP＜GaAs＜AlGaAs＜InGA
P ＜AlInGaP の大小関係にあることが知られている。す
なわち、AlInGaP 化合物半導体においては、GaP 単結晶
のGaの一部がInやAlに置き換えられると拡散速度が高め
られる。特に、一般式 (Al_x Ga_1-x ) _y In_1-y P （但
し、０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦１）で表した場合におけるIn
の混晶比(1-y) を一定とした場合には、Alの混晶比ｘと
Znの拡散速度との関係を図９に示すように、Znの拡散速
度はAlの混晶比ｘに依存し、混晶比が大きくなるほど同
一条件下での拡散深さが一層深くなる傾向にある。例え
ば500(℃) で 5時間程度の熱処理を施した場合の拡散深
さは、混晶比ｘ＝0 （すなわちGa_y In_1-y P ）でも1(μ
m)程度と十分に深いが、混晶比ｘ＝0.6 ［すなわち(Al
_0.6Ga_0.4)_y In_1-y P ］では、6(μm)程度と一層深くな
る。この混晶比ｘ＝0.6 のときの拡散深さは、図示しな
いGaP（すなわち混晶比ｘ＝0 、ｙ＝1 の場合）に対す
る拡散深さの 200倍にも達する値である。したがって、
例えば、横拡散層８２が上記混晶比ｘ＝0.6 のもので構
成される場合には、第一キャップ層８４等の表層部の拡
散深さは0.5(μm)程度となり、結晶成長工程Ｓ１におい
てウェハ８８を作製した直後におけるその厚さは3.5(μ
m)程度とされることが好ましいといえる。

【００３０】図６に戻って、ＳＯＧ膜９６を除去した後
の表層拡散部除去工程Ｓ５においては、上面６８からエ
ッチング処理を施すことにより、上面６８および拡散溝
９４内の表層をGaP から成る第一キャップ層８４等の拡
散深さに相当する深さだけ、すなわち前記のように混晶
比ｘ＝0.6 の場合には0.5(μm)程度の深さだけ除去す
る。図７(e) は、この状態を示している。このとき、エ
ッチング液としては、例えば、前記拡散溝９４を形成し
た場合と同様な臭素添加メタノール溶液等が好適に用い
られる。これにより、拡散部９８の表層部すなわち横拡
散層８２の内周側部分を除くZnの拡散部分が除去され、
第一キャップ層８４および第二キャップ層８０は、当初
の導電型に維持されている部分（すなわちZnが拡散させ
られていない部分）が表面に現れる。すなわち、結晶成
長工程Ｓ１において第一キャップ層８４が厚く設けられ
るのは、その表層に形成される拡散部９８の深さを考慮
したものである。したがって、拡散部９８の深さすなわ
ち除去厚みが大きくなるほど、後に除去される部分を結
晶成長させるために費やされる原料および時間が増大す
る不都合があることから、第一キャップ層８４における
拡散深さは浅い方が好ましい。換言すれば、その拡散深
さを可及的に浅くしつつ所望の大きさの電流阻止部８６
を形成できるように、横拡散層８２における不純物拡散
速度は第一キャップ層８４等におけるそれよりも可及的
に高いことが望まれるのである。

【００３１】一方、横拡散層８２には、Znが拡散させら
れることにより導電型がｐ型に反転させられた部分が、
表層部除去後も二点鎖線Ｄで区分される区画１００毎に
拡散溝９４の内周側に残存しており、これが前記ＬＥＤ
６０毎に備えられる電流阻止部８６に相当する。すなわ
ち、電流阻止部８６は、ＬＥＤ６０に各々加工される区
画１００毎に、上面６８上に形成された拡散溝９４内に
露出させられた横拡散層８２の端面から不純物Znが拡散
させられることで形成されている。そのため、本実施例
においては、その電流阻止部８６の内周端に略一致させ
られる前記の発光領域（通電領域）Ｒの積層面方向にお
ける外周縁の形状は、図８に示されるように拡散溝９４
のうちの個々のＬＥＤ６０に相当する部分と相似する矩
形を成す。換言すれば、拡散溝９４は、区画１００毎に
発光領域Ｒの外周縁形状と略相似する形状を有し且つそ
の外周縁に沿ってその外周側に設けられるため、このよ
うに所望の形状を備えた発光領域Ｒが形成されるのであ
る。しかも、発光領域Ｒの大きさは拡散深さすなわち熱
処理時間等の拡散条件で決定されるため、拡散溝９４の
大きさすなわちレジスト膜９０のパターンを変更するこ
となく、発光領域Ｒの大きさを変更できることとなる。

【００３２】そして、電極形成工程Ｓ６において、基板
６２の裏面６６およびデバイス構造層６４の表面６８に
区画１００毎にそれぞれ前記の下部電極７０および上部
電極７２を形成することにより、一連のウェハ・プロセ
スが終了する。前記の表層拡散部除去工程Ｓ５は、この
ように拡散処理の後に設けられる上部電極７２との電気
的接触を確保する目的で、第一キャップ層８４の表層の
拡散部９８を除去して当初の導電型に維持されている部
分を表面に露出させているのである。その後、ダイシン
グ工程Ｓ７において、ウェハ・プロセスを終えたウェハ
８８を、図７(e) に二点鎖線Ｄで示される分割位置でダ
イシングして区画１００単位で分離することによって、
前記ＬＥＤ６０が得られる。図７(f) は、この状態を示
している。なお、ＬＥＤ６０は、例えば図示しないＴＯ
１８ステム等にダイ・ボンディングすると共に上部電極
７２に図示しない電極リードをワイヤ・ボンディングに
よって固着し、且つシールすることにより、発光部品と
して用いられる。

【００３３】要するに、本実施例においては、結晶成長
工程Ｓ１において、積層方向の中間部に位置してその上
下方向に連続する同じ導電型の第一キャップ層８４およ
び第二キャップ層８０よりも不純物の拡散速度が高い横
拡散層８２を含み且つ活性層７６を挟んで導電型が異な
るように複数の半導体層を基板６２上に順次結晶成長さ
せて積層することにより、デバイス構造層６４にそれぞ
れ対応する複数の区画１００を備えたウェハ８８が作製
され、続く拡散溝形成工程Ｓ３において、横拡散層８２
の端面をそれら複数の区画１００の各々毎に露出させる
ための数 (μm)程度の深さの拡散溝９４がそのウェハ８
８の上面６８に設けられ、更に、不純物拡散工程Ｓ４に
おいて、その上面６８側から不純物Znを拡散させること
により、拡散溝９４内に露出した端面から拡散させられ
たその不純物Znによって導電型が反転させられた電流阻
止部８６が横拡散層８２内に形成される。すなわち、ウ
ェハ８８の上面６８に、区画１００毎に備えられる発光
領域Ｒのその上面６８と平行な面内における外周縁形状
と略相似する数 (μm)程度の深さの拡散溝９４をそれら
発光領域Ｒの各々の外周縁に沿ってその外周側に設ける
ことにより、それら複数の区画１００の各々に備えられ
る横拡散層８２の端面がその拡散溝９４内に露出させら
れ、更に、不純物拡散工程Ｓ４において、その上面６８
側から不純物Znを拡散させることにより、横拡散層８２
内の発光領域Ｒ上よりも外周側に、そのZnが拡散させら
れることで導電型が反転させられた環状の電流阻止部８
６が形成される。

【００３４】そのため、複数のＬＥＤ６０の個々のデバ
イス構造層６４にそれぞれ対応する複数の区画１００の
各々の中間部に備えられる横拡散層８２の端面が拡散溝
９４内に露出させられた状態で、その拡散溝９４が設け
られている一面６８側から不純物Znが拡散させられる
と、その不純物Znは一面６８側からだけでなくその端面
からもデバイス構造層６４に拡散させられる。このと
き、横拡散層８２はその上下に連続する同じ導電型の第
一キャップ層８４および第二キャップ層８０、すなわち
少なくともその一面６８側に連続する同じ導電型の各層
よりもそのZnの拡散速度が高いことから、それらの中で
はその一面６８に沿った方向において最も内周側まで深
くZnが拡散させられ且つその拡散部９８の内周端が拡散
溝９４と略相似する形状に形成される。このため、横拡
散層８２内に形成される電流阻止部８６は、導電型を反
転させられた部分のうちその一面６８に沿った方向にお
いて導電型を反転させられていない領域側すなわち内周
側に最も突き出して位置することから、それによって通
電領域延いては発光領域Ｒを決定されて容易に電流狭窄
構造および所定の発光領域形状が形成される。しかも、
上記の一面６８を構成する第一キャップ層８４はその電
流阻止部８６よりもその一面６８に沿った方向において
浅い範囲、すなわちその電流阻止部８６の内周縁よりも
外周側の範囲だけが導電型を反転させられることから、
光取出面として機能させられるその一面６８の発光領域
Ｒ上を避けて上部電極７２との導通部を設け得るため、
高い発光効率が得られる。更に、電流阻止部８６が簡単
な不純物拡散法で形成されるため、イオン注入による場
合のような生産効率の低下や再成長させる場合のような
結晶性の乱れが生じない。したがって、高い発光効率が
得られ且つ結晶性が優れた電流狭窄型野ＬＥＤ６０を効
率良く製造することができる。

【００３５】また、本実施例においては、不純物が拡散
させられている領域が横拡散層８２内の電流阻止部８６
だけであって、それ以外の部分には拡散部９８が形成さ
れていない。そのため、活性層７６で発生した光の射出
経路に光の吸収係数が高い拡散部９８が存在しないこと
から、発光効率が一層高いＬＥＤ６０を製造することが
できる。

【００３６】また、本実施例においては、デバイス構造
層６４を構成する複数の半導体層のうち、拡散溝９４内
において端面が露出させられた最下部の層すなわち横拡
散層８２に接してその下側に位置する第二キャップ層８
０も、その横拡散層８２よりも不純物の拡散速度が低く
される。そのため、その第二キャップ層８０内における
不純物の拡散速度が低くされていることから、その第二
キャップ層８０中に拡散させられた不純物が上面６８に
沿った方向において拡散溝９４から電流阻止部８６より
も深く（すなわちその内周端よりも内周側に）広がるこ
とが抑制されるため、一層確実に所望の電流狭窄構造が
得られる。

【００３７】次に、本発明の他の実施例を説明する。な
お、以下の実施例において前述の実施例と共通する部分
は同一の符号を付して説明を省略する。

【００３８】図１０は、前記図６に示される工程に従っ
て製造される他のＬＥＤ１０２の構成を説明する模式図
である。図において、ＬＥＤ１０２は、基板６２上に結
晶成長により積層されたデバイス構造層１０４を備える
と共に、下面６６および上面６８に下部電極７０および
上部電極７２をそれぞれ備えている。但し、本実施例に
おいては、基板６２がｎ型半導体(n-GaAs)であることか
ら、基板６２側がｎ型領域に、活性層７６を含むデバイ
ス構造層１０４上部がｐ型領域にそれぞれ構成される。
また、上記のデバイス構造層１０４は、デバイス構造層
６４と略同様に構成されているが、第一クラッド層７４
および第二クラッド層７８はそれぞれn-Al_0.3Ga_0.7As単
結晶およびp-Al_0.3Ga_0.7As単結晶で構成され、活性層７
６は厚さが0.2(μm)程度のp-GaAs単結晶で構成される。
また、第二キャップ層８０および第一キャップ層８４
は、何れも3(μm)程度の厚さのp-Al_0.1Ga_0.9As単結晶で
構成されており、横拡散層８２はp-AlAs単結晶で構成さ
れている。このため、電流阻止部８６は導電型をｐ型か
らｎ型に反転させることで形成されており、例えば、不
純物としてSi、Se等が高濃度でドーピングされている。

【００３９】以上のように構成されるＬＥＤ１０２の製
造方法は、用いられるエッチング液やドーパント等の材
料が異なる他は前記ＬＥＤ６０と略同様であり、拡散溝
９４を形成して不純物拡散処理を行うことで電流阻止部
８６が形成される。すなわち、一般に、AlGaAs化合物半
導体における不純物拡散速度はGaAs＜Al_x Ga_1-x As＜Al
Asの関係にあり、図１１に不純物拡散深さの混晶比依存
性を示すように、Alの混晶比ｘが大きくなるほど拡散深
さが深くなる傾向がある。そのため、AlAsから成る横拡
散層８２では内周部まで深く不純物が拡散させられる一
方、Al_0.1Ga_0.9Asから成る第一キャップ層８４等では前
記図７(d) に示される場合と同様に表層部だけに不純物
が拡散させられることから、熱処理温度や処理時間を適
当に設定することによって所望の大きさの電流阻止部８
６が得られるのである。なお、図１０から明らかなよう
に、ＬＥＤ１０２ではＬＥＤ６０に見られるようなデバ
イス構造層１０４の上部と下部との間の段差が存在しな
い。これは、例えば、図１２に示されるように、拡散溝
９４の幅Ｗt よりも刃厚ＷD が大きいダイシング・ブレ
ード１０６を用いてダイシング工程Ｓ７を行うことによ
り、ウェハ８８の分割と同時に段差部分が切削によって
除去されたためである。すなわち、段差が残ることが好
ましくない場合には、図１２に示されるように、切断加
工時に段部を除去すればよい。

【００４０】図１３は、本発明の製造方法の他の例を示
す工程図であり、図１４(a) 、(b)は、その製造工程の
途中段階におけるウェハ８８の断面構造を模式的に示す
図７(a) 〜(f) の一部に対応する図である。なお、図１
３において省略されている部分は、図６の工程図と同様
であるので、相違部分を中心に説明する。ウェハ８８を
作製した後の拡散防止膜形成工程Ｓ８においては、ウェ
ハ８８の上面６８の全面に拡散防止膜１０８を設ける。
この拡散防止膜１０８は、例えば 500〜 3000(Å)[＝50
〜300(nm)]程度の厚さの窒化珪素(Si₃N₄) で構成され
る。続く、保護膜形成工程Ｓ２においては、その拡散防
止膜１０８上に前記のレジスト膜９０を前記のような所
望の開口パターンで設ける。そして、図６の場合と同様
に拡散溝形成工程Ｓ３でエッチング処理を施すことによ
り、拡散防止膜１０８の前記開口部９２に位置する部分
がウェハ８８の上部のその部分と共に除去されて、前記
拡散溝９４が形成される。すなわち、拡散防止膜１０８
が拡散溝９４上を除く上面６８だけに残存させられた状
態となる。この後、前記のＳＯＧ膜９６を設けて、不純
物拡散工程Ｓ４を施すことにより、拡散溝９４の内壁面
および底面からデバイス構造層６４に、不純物が拡散さ
せられる。図１４(a) は、このようにして不純物を拡散
した後の状態を示している。

【００４１】このとき、ＳＯＧ膜９６中の不純物は、拡
散防止膜１０８の設けられている部分からはデバイス構
造層６４内に拡散しないことから、図１４(a) に示され
るように、拡散部９８は拡散溝９４内に露出させられた
部分だけに形成され、上面６８には形成されない。すな
わち、拡散部９８の個々の区画１００毎における最も内
周側の位置は横拡散部８２内に形成され、その横拡散部
８２の電流阻止部８６よりも内周側部分の上方（すなわ
ち光の射出経路上）には、拡散処理後の当初から不純物
が拡散させられた部分が存在しない。

【００４２】不純物拡散工程Ｓ４に続いては、ＳＯＧ膜
９６を除去した後、表層拡散部除去工程Ｓ５に代わって
電極固着穴形成工程９が実施される。この電極固着穴形
成工程Ｓ９では、拡散防止膜１０８のうち上部電極７２
を固着する部分だけをエッチング処理等によって選択的
に除去することにより、電極固着穴１１０を形成する。
窒化珪素から成る拡散防止膜１０８は電気絶縁性を有す
ることから、上部電極７２との電気的接触を得るために
上面６８の一部を露出させる必要がある。図１４(b)
は、この状態を示している。上記の拡散防止膜１０８を
除去するエッチング処理は、例えば、CF₄ ガスを用いた
プラズマ・エッチング等が好適である。なお、電極固着
穴１１０の形成位置は、光取出部Ｂの外周側すなわち電
流阻止部８６上であれば任意に選択でき、その光取出部
Ｂとして機能する部分を取り囲むように環状の穴１１０
を形成してもよい。その後、電極形成工程Ｓ６以下を実
施することにより、ＬＥＤ６０等と同様な構造を有した
図１５に示されるようなＬＥＤ１１２が得られる。な
お、このようにして製造されたＬＥＤ１１２は、光取出
部Ｂが窒化珪素から成る拡散防止膜１０８で覆われてい
るが、これがＬＥＤ１１２の活性層７６で発生する光に
対して透明である場合には、ＬＥＤ１１２の機能上何ら
支障はないのである。しかも、拡散防止膜１０８は、光
の射出を促進する反射防止膜として機能させ得ることか
ら、却って光取出部Ｂ上に残す方が好ましいと言える。
反射防止膜として機能させる場合には、その厚さを発光
波長λの1/4nに設定することが好ましい。

【００４３】また、ＬＥＤ１１２においては、図１５に
示されるように光取出部Ｂの形状が円形となっているだ
けでなく、エッチングにより端面を露出させられたデバ
イス構造層６４の一部も円柱状（或いは円板状）を成し
ている。前述のように、拡散部９８の内周端の形状すな
わち電流阻止部８６の内周端の形状延いては発光領域Ｒ
の形状は、拡散溝９４によって露出させられるデバイス
構造層６４端面に略相似するものとなる。そのため、円
形の発光領域Ｒすなわち光取出部Ｂを得ようとする場合
には、例えば、図１６に示されるような円形パターンの
レジスト膜１１４を設けて拡散溝形成工程Ｓ３における
エッチング処理を施すことにより、拡散溝９４によって
露出させられるデバイス構造層６４の側面を円筒面に形
成する必要がある。したがって、ＬＥＤ１１２のデバイ
ス構造層６４の上部が円柱状を成しているのである。な
お、これに対して、拡散溝９４の底面よりも下側の部分
では、その溝形状は何ら現れず、ダイシング時には格子
状の分割線Ｄ（図８参照）で分割されることから図１５
に示されるように積層面に沿った断面が矩形を成してい
る。

【００４４】以上、本発明の一実施例を図面を参照して
詳細に説明したが、本発明は、更に別の態様でも実施さ
れる。

【００４５】例えば、実施例においては、本発明がAlIn
GaP 系或いはAlGaAs系化合物半導体から成るＬＥＤ６
０、１０２等の製造工程に適用された場合について説明
したが、不純物拡散速度の高い横拡散層８２を設けるこ
とができる素子構造を有するものであれば、上記のもの
に限られず、InGaN 系、InGaAs系、或いはGaAsP 系等の
種々のＬＥＤの製造方法に適用することができる。

【００４６】また、実施例においては、横拡散層８２の
端面を拡散溝９４内に露出させるために最低限要求され
る深さ、すなわちその横拡散層８２の下面の深さに拡散
溝９４が形成されていたが、更に深くされていても差し
支えない。その場合には、露出させられる各半導体層が
全て横拡散層８２よりも不純物拡散速度が低いことが望
ましい。

【００４７】また、実施例においては、横拡散層８２と
同じ導電型の半導体層（第一キャップ層８４および第二
キャップ層８０）だけが拡散溝９４内に露出させられて
いたが、異なる導電型の半導体層も拡散溝９４内に露出
させられていても差し支えない。この場合には、その異
なる導電型の半導体層における不純物拡散速度は、必ず
しも横拡散層８２よりも低くなくともよい。すなわち、
電流阻止部８６を形成するための不純物は、その異なる
導電型の半導体層内に拡散してもその導電型を反転させ
ないため、通電領域Ｒの大きさには何ら影響しないので
ある。ただし、その層が活性層７６よりも光取出面側に
位置する場合には、光の射出経路上に拡散部９８が位置
せず、或いは位置する部分が可及的に小さくなるよう
に、その異なる導電型の半導体層内における拡散速度が
横拡散層８２と略同様或いはそれ以下にされていること
が好ましい。

【００４８】また、実施例においては、デバイス構造層
６４の上面６８が光取出面として機能させられていた
が、基板６２の下面６６が光取出面として機能させられ
る場合にも、本発明は同様に適用される。

【００４９】また、実施例においては、デバイス構造層
６４の上面６８側から拡散溝９４を形成していたが、基
板６２の下面６６側から設けてもよい。例えば、デバイ
ス構造層６４の構成上、その上面６８と横拡散層８２と
の間に不純物拡散速度の高い層が存在することとなる場
合には、基板６２側に拡散溝９４を設けることが有効で
ある。

【００５０】また、実施例においては、拡散溝９４内に
露出させられている最も下の層すなわち横拡散層８２の
下に接して位置する第二キャップ層８０も、不純物拡散
速度がその横拡散層８２より低くされていたが、端面が
露出させられていない層の拡散深さは端面が露出させら
れている場合よりも低くなるため、そのような下に位置
する層の拡散速度は横拡散層８２よりも高くともよい。

【００５１】また、実施例においては、発光領域Ｒの形
状が矩形或いは円形の場合について説明したが、その形
状は拡散溝９４の形状を変更することで適宜変更でき
る。

【００５２】また、実施例においては、拡散用凹所とし
て、略格子状の拡散溝９４が上面６８に設けられたが、
区画１００毎に独立した溝や凹所が拡散溝９４に代えて
設けられてもよい。

【００５３】また、実施例においては、拡散防止膜１０
８を設ける場合にレジスト膜９０も設けていたが、拡散
防止膜１０８をパターン形成することによってレジスト
膜９０の機能を兼ねさせ、これを不要とすることもでき
る。

【００５４】また、実施例においては、本発明が上面６
８（光取出面）の中央部に光取出部Ｂを備えたＬＥＤ６
０等の製造方法に適用された場合について説明したが、
本発明は、上面６８等の中央部に比較的小面積の上部電
極７２を備え、その外周側の全体に設けられた光取出部
Ｂから発光させる形式のＬＥＤの製造方法にも同様に適
用される。このようなＬＥＤに適用するに際しては、例
えば、図６、７に示される製造工程において、先ず、拡
散溝９４に代えて図８に示される発光領域Ｒが形成され
る部分にその拡散溝９４と同様な深さの穴（拡散用凹
所）を各区画１００毎に設けて、各区画１００毎に横拡
散層８２の内周側端面をその穴内に露出させた状態で同
様な不純物拡散処理を施すことにより、その穴の軸心を
通る断面において図７(e) と同様な形状（図における拡
散溝９４が本態様における穴に相当する）を有するウェ
ハ８８を得る。このとき、不純物は穴からその外周側に
拡散して区画１００の内周部に環状の拡散部が形成され
る。次いで、穴の周囲であってその拡散部の外周縁より
も内側位置に上部電極７２を設けた後、ウェハ８８を、
図７(e) の二点鎖線Ｄに代えて各区画１００の中央位置
に示される三点鎖線ＤＡ（中央の一素子を分割するため
の分割線だけを示す）の位置でダイシングして素子毎に
分割する。これにより、デバイス構造層６４の途中に設
けられている横拡散層８２内において、各素子の中央部
に設けられている穴の周縁部だけに不純物が拡散された
電流阻止部８６が形成されることから、その外周側に通
電領域が設けられた電流狭窄構造が構成され、その電流
阻止部８６の真上の部分に設けられた上部電極７２より
も外周側部分だけから発光させられる構造のＬＥＤが得
られる。なお、拡散溝９４に代えて形成される穴の大き
さや形状は、形成する光取出部の内周端の位置および形
状に応じて適宜定められる。

【００５５】その他、一々例示はしないが、本発明はそ
の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得るものであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の電流狭窄構造の形成方法の一例を説明す
る図である。

【図２】従来の電流狭窄構造の形成方法を他の例を説明
する図である。

【図３】従来の電流狭窄構造の形成方法の更に他の例を
説明する図である。

【図４】従来の電流狭窄構造の形成方法を更に他の例を
説明する図である。

【図５】本発明の一実施例の製造方法で製造されるＬＥ
Ｄの構成を模式的に示す図である。

【図６】図１のＬＥＤの製造工程の要部を説明する工程
図である。

【図７】(a) 〜(f) は、図６の製造工程の各段階におけ
るエピタキシャル・ウェハの断面構造を説明する図であ
る。

【図８】図６の製造工程において形成されるレジスト膜
のパターンを説明する図である。

【図９】AlInGaP 系半導体における混晶比と不純物拡散
速度の関係を説明する図である。

【図１０】本発明の製造方法で製造されるＬＥＤの他の
構成例を説明する図である。

【図１１】AlGaAs系半導体における混晶比と不純物拡散
速度の関係を説明する図である。

【図１２】図１０のＬＥＤの製造工程におけるダイシン
グ・ブレードの刃厚と拡散溝幅との関係を説明する図で
ある。

【図１３】本発明の他の実施例の製造方法の要部を説明
する工程図である。

【図１４】(a) 、(b) は、図１３の製造工程の途中段階
における断面構造を説明する図である。

【図１５】図１４のエピタキシャル・ウェハを分割して
得られるＬＥＤを示す斜視図である。

【図１６】図１５のＬＥＤの製造に用いられるレジスト
膜パターンを示す図である。

【符号の説明】

６４：デバイス構造層（素子構造部） ６８：上面（一面） ８２：横拡散層（電流狭窄層） ８６：電流阻止部 ８８：エピタキシャル・ウェハ ９０：レジスト膜（保護膜） ９２：拡散溝（拡散用凹所） １００：区画

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発光層を含む複数の半導体層が積層され
   た素子構造部を備え、通電領域を制限されることにより
   該発光層の一部に設けられた発光領域で発生した光を、
   該素子構造部の表面または裏面側の光取出面において該
   発光領域上に設けられた光取出部から射出させる形式の
   電流狭窄型発光ダイオードの製造方法であって、 積層方向の中間部に位置してその上下方向の少なくとも
   一方に連続する同じ導電型の各層よりも所定の不純物の
   拡散速度が高い電流狭窄層を含み且つ前記発光層を挟ん
   で導電型が異なるように、前記複数の半導体層を所定の
   基板上に順次結晶成長させて積層することにより、前記
   素子構造部にそれぞれ対応する複数の区画を備えたエピ
   タキシャル・ウェハを作製する結晶成長工程と、 前記電流狭窄層の端面を前記複数の区画の各々毎に露出
   させるための所定深さの拡散用凹所を、前記エピタキシ
   ャル・ウェハの前記上下方向の一方側に位置する一面に
   設ける拡散用凹所形成工程と、 前記一面側から前記所定の不純物を拡散させることによ
   り、前記拡散用凹所内に露出させられた端面から拡散さ
   せられた該所定の不純物によって導電型を反転させられ
   た電流阻止部を前記電流狭窄層内に形成する不純物拡散
   工程とを、含むことを特徴とする電流狭窄型発光ダイオ
   ードの製造方法。
2. 【請求項２】 前記複数の半導体層のうち、前記電流狭
   窄層とは導電型が異なり且つ前記拡散用凹所内に端面が
   露出させられた各層は、該電流狭窄層よりも前記所定の
   不純物の拡散速度が低くされる請求項１の電流狭窄型発
   光ダイオードの製造方法。
3. 【請求項３】 前記複数の半導体層のうち、前記拡散用
   凹所内において端面が露出させられた最下部の層に接し
   てその下側に位置するものは、前記電流狭窄層よりも前
   記所定の不純物の拡散速度が低くされる請求項１または
   ２の電流狭窄型発光ダイオードの製造方法。
4. 【請求項４】 前記不純物拡散工程に先立って、前記拡
   散用凹所内を除く前記一面に前記所定の不純物の拡散を
   妨げるための拡散防止膜を設ける拡散防止膜形成工程
   を、更に含むものである請求項１乃至３の何れかの電流
   狭窄型発光ダイオードの製造方法。