WO2004068661A1 - 発光素子 - Google Patents

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WO2004068661A1
WO2004068661A1 PCT/JP2003/015579 JP0315579W WO2004068661A1 WO 2004068661 A1 WO2004068661 A1 WO 2004068661A1 JP 0315579 W JP0315579 W JP 0315579W WO 2004068661 A1 WO2004068661 A1 WO 2004068661A1
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layer
light
oxide
light emitting
emitting device
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PCT/JP2003/015579
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English (en)
French (fr)
Inventor
Jun-Ya Ishizaki
Shinji Nozaki
Kazuo Uchida
Hiroshi Morisaki
Original Assignee
Shin-Etsu Handotai Co., Ltd.
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Publication date
Application filed by Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. filed Critical Shin-Etsu Handotai Co., Ltd.
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/36—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes
    • H01L33/40—Materials therefor
    • H01L33/42—Transparent materials

Definitions

  • the present invention relates to a light emitting device.
  • the light-emitting device has a thin A1GaInP active layer, an n-type A1GaInP cladding layer and a p-type A1GaInP cladding layer with a larger band gap.
  • a metal electrode has conventionally been used as an electrode for applying a drive voltage. Since the metal electrode acts as a light shield, it is formed, for example, so as to cover only the central portion of the main surface of the light emitting layer portion, and takes out light from the surrounding electrode non-formed region. It is advantageous from the viewpoint of improving the light extraction efficiency that the area of the metal electrode is as small as possible because the area of the light leakage region formed around the electrode can be increased. However, if the electrodes are too small, it becomes difficult to spread the current in the in-plane direction of the element, and there is a problem that the amount of light extraction is rather limited.
  • a method of forming a low-resistivity current diffusion layer having a high dopant concentration between the light-emitting layer portion and the metal electrode has been adopted.
  • the current density distribution in the in-plane direction is completely uniform.
  • the thickness of the current spreading layer must be set to be relatively large (for example, about 5 O wm).
  • this increases the time required for film formation and requires a large amount of raw materials, which inevitably lowers productivity and leads to higher cost of devices.
  • a high-conductivity transparent oxide electrode layer for example, ITO (Indium Tin Oxide: Indium Tin Oxide)
  • ITO Indium Tin Oxide: Indium Tin Oxide
  • a proposal to cover the light-emitting layer portion is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-225178 or US Pat. No. 5,879,678.
  • any of the A1GaInP-based or InGaA1N-based light-emitting elements has a considerable amount of A1 added to the cladding layer.
  • A1 contained in III-V compound semiconductors is easily oxidized, and in particular, remarkably oxidized in a high-temperature atmosphere containing oxygen. Therefore, if the above-mentioned oxide transparent electrode layer is directly deposited on the surface of the light-emitting layer portion containing A1 by sputtering, CVD, or the like, the considerable thickness portion of the light-emitting layer portion is deteriorated by oxidation of A1. There is a problem. Heating the substrate to form a film of the oxide transparent electrode layer is effective from the viewpoint of improving crystallinity and, in turn, improving conductivity, but film formation under an elevated temperature environment is difficult. There is a problem that oxidation of A 1 on the light emitting layer side is more likely to proceed.
  • An object of the present invention is to provide a light emitting device that uses an oxide transparent electrode layer as an electrode for driving light emission and that can effectively prevent a decrease in light emission efficiency or light extraction efficiency due to oxidation of A1 on the light emitting layer side. It is in. Disclosure of the invention
  • a light-emitting device of the present invention includes a light-emitting layer portion composed of a compound semiconductor layer containing A1, and an oxide transparent electrode for applying a light-emitting drive voltage to the light-emitting layer portion.
  • An oxide protective layer made of a metal oxide for suppressing A1 oxidation of the portion is interposed.
  • the oxide transparent electrode layer by using the oxide transparent electrode layer, it is possible to effectively diffuse the current to the entire surface of the light emitting element region without using the current diffusion layer, and it is possible to increase the amount of light emission It becomes. Then, by actively forming an oxide protective layer made of a metal oxide between the light emitting layer portion and the transparent oxide electrode layer, A1 oxidation of the light emitting layer portion when forming the transparent oxide electrode layer is prevented. It can be greatly reduced. As a result, deterioration of the light emitting layer due to A1 oxidation is suppressed, and light emission efficiency or light extraction efficiency can be increased.
  • the oxide protective layer is formed using a conductive oxide or a semiconductor oxide, an increase in series resistance due to the formation of the protective layer can be suppressed, and the luminous efficiency can be further increased.
  • an oxide specifically, an oxide containing one or more of ZnO, MgO and SnO as main components (50% by mass or more) can be used. .
  • the thickness of the oxide protective layer is desirably as thin as possible when forming the oxide transparent electrode layer as long as the effect of suppressing A1 oxidation in the light emitting layer portion is sufficiently achieved. Can be adjusted in the range from 5 nm to 1 ⁇ . 5 nm thick When it is full, the effect of suppressing A1 oxidation is poor, and a thickness exceeding 1 ⁇ requires a long time for film formation, which leads to a reduction in device manufacturing efficiency. In addition, an oxide protective layer that is too thick tends to increase the series resistance of the device, which may cause a decrease in luminous efficiency.
  • the oxide protective layer can be made of an insulating oxide by limiting the thickness to allow conduction by tunneling, for example, to a thickness of 15 nm or less.
  • a 1 2 0 3 is very stable oxides, if even cover thin uniform light-emitting layer portion, so forming a rather suppress serve the A 1 oxidation of the light emitting layer portion of the inner layer, the present invention Can be used effectively.
  • the oxide protective layer is not limited to the case where it is composed of an insulating oxide, but may be formed so as to cover the light emitting layer portion uniformly and thinly. This is effective in minimizing the influence on the performance of the light emitting element due to the formation. From this viewpoint, it is preferable that the oxide protective layer be formed to have a structure in which metal atomic layers and oxygen atomic layers are alternately stacked in the layer thickness direction. The structure is also effective from the viewpoint that a crystal grain boundary that causes light scattering and absorption is not generated in a direction crossing the current passing direction.
  • ALE atomic layer epitaxy
  • the metal atomic layer of the oxide protective layer is formed as a metal monoatomic layer on the light emitting layer by an atomic layer epitaxy method
  • the remaining oxygen atomic layer and the metal atomic layer are grown.
  • the ALE method is used, once the first metal monoatomic layer is completed, the formation of the metal atomic layer can be saturated in one atomic layer (so-called self-stop function), and the atoms arranged in the layer are also missing. And disturbance such as displacement.
  • the oxide protective layer can be a layer in which a metal atomic layer and an oxygen atomic layer are stacked in a range of 5 to 500 layers. If the number of layers is less than 5, the effect of preventing A1 oxidation may be insufficient. If the number of layers is more than 500, the effect is saturated and the production efficiency is reduced.
  • the above ALE method is to be carried out in the form of metal organic vapor phase epitaxy (MOVP E), in which an organic metal gas and an oxygen component source gas are supplied into a reaction vessel in which a substrate is placed.
  • MOVP E metal organic vapor phase epitaxy
  • an organic metal gas and an oxygen component source gas are supplied into a reaction vessel in which a substrate is placed.
  • organometallic gas which is the raw material of the metal atomic layer
  • the first metal atomic layer constituting the buffer layer is formed so as to be saturated by one atomic layer.
  • Metal monoatomic layer As shown in Fig. 5 (a), organometallic (MO) molecules cause metal atoms to be chemically adsorbed on the substrate while decomposing and releasing bound organic groups.
  • the metal atoms are adsorbed while leaving a part of the bonded organic groups, and the residual organic groups are oriented toward the surface as shown in Fig. 5 (b).
  • the metal atomic layer is formed in the form as described above. Since the oriented residual organic groups inhibit the adsorption of new metal atoms, the self-stopping function becomes remarkable when a single atomic layer is completed, and the atoms arranged in the layer are extremely disturbed, such as loss or displacement. It is unlikely to occur.
  • the light-emitting layer portion is (A l x G aix ) y I n x _ y P (however, 0 ⁇ x ⁇ l, 0 ⁇ y ⁇ 1: A l G al nP) or In-xG a yA li y N (0 x ⁇ l, 0 ⁇ y ⁇ 1, x + y ⁇ 1: I nG a A 1 N).
  • Light emitting layer portion respectively (A 1 X G a x) y I nn P or I n:: G a y A 1 ⁇ - first conductivity type clad layer composed of at yN, the active layer and a second
  • the conductive cladding layer can be formed as having a double-headed structure in which the cladding layers are stacked in this order. Very high luminous efficiency because the injected holes and electrons are confined in a narrow active layer and recombine efficiently due to the energy barrier caused by the band gap difference between the cladding layers formed on both sides of the active layer. Real Can appear.
  • the former covers the green to red region (peak emission wavelength is from 500 nm to 670 nm), and the latter is from the ultraviolet region to red (peak emission wavelength is 300 nm). (nm nm or more and 700 nm or less).
  • the light-emitting layer portion composed of AlGaInP or InGaAlN contains A1, so that the problem of oxidative deterioration must be considered. Later, by employing a configuration in which an oxide transparent electrode layer is formed, the influence of A1 oxidation degradation can be effectively suppressed.
  • the oxide protective layer and the oxide transparent electrode layer can be formed at positions that are in contact with at least one of the first conductivity type clad layer and the second conductivity type clad layer.
  • the oxide transparent electrode is disposed between the cladding layer and the oxide transparent electrode layer located on that side.
  • An oxide protective layer can be formed in contact with the substrate to form an oxide transparent electrode layer.
  • an oxide transparent electrode is formed corresponding to each of the cladding layers on both sides, and each oxide transparent electrode and the cladding layer are formed. An oxide protective layer in contact with the transparent oxide electrode can be formed between them.
  • Z n O, M G_ ⁇ both Uru' blende structure
  • Oh Rui is said arbitrary desirable to employ A 1 2 0 3 (corundum type structure) as an oxide protective layer. It is possible to use a mixed crystal of Z ⁇ ⁇ and M g ⁇ , but Z n It is easier to use the ALE method or the like if O or MgO is used alone. Also, in consideration of conductivity, it can be said that it is more desirable to form the oxide protective layer using ZnO alone.
  • the material of the transparent oxide electrode layer may be used those mainly composed of tin oxide (S n0 2) or indium oxide (I n 2 0 3).
  • the oxide transparent electrode layer has high conductivity of ITO, and can be suitably used in the present invention.
  • ITO is an indium oxide film doped with tin oxide and has a tin oxide content of 1 to 9 mass. / 0 and doing, the resistivity of the electrode layer may be 5 X 1 0_ 4 ⁇ ⁇ cm or less for a sufficiently low value.
  • the ZnO electrode layer has high conductivity and can be used in the present invention.
  • tin oxide doped with antimony oxide (so-called NESA), C d 2 S n0 4 , Z n 2 S n0 4, Z n S N_ ⁇ 3, Mg I n 2 0 4 , doped with yttrium oxide (Y) C d S b 2 ⁇ 6 and G a I n0 3 doped with tin oxide may also be used as the material of the transparent oxide electrode layer.
  • These transparent oxide electrode layers can be formed by a known vapor deposition method, for example, chemical vapor deposition (CVD), physical vapor deposition (PVD) such as sputtering or vacuum deposition, or molecular beam. It can be made for $$ by molecular beam epitaxy (MBE).
  • CVD chemical vapor deposition
  • PVD physical vapor deposition
  • MBE molecular beam epitaxy
  • the ITO electrode layer and the Z ⁇ electrode layer can be manufactured by high frequency sputtering or vacuum deposition, and the Nesa film can be manufactured by the CVD method.
  • another method such as a zolgel method may be used.
  • the oxide transparent electrode layer can be formed so as to cover the entire surface of the light emitting layer portion.
  • the oxide transparent electrode layer can function as a current diffusion layer, and it is not necessary to form a thick current diffusion layer made of a compound semiconductor as in the related art.
  • the thickness can be greatly reduced, which contributes to cost reduction by simplifying the process and is very effective for industrial use.
  • the oxide transparent electrode layer is composed of an ITO layer, forming an ITO layer with good crystallinity is effective for improving the conductivity and, consequently, the luminous efficiency by improving the current diffusion effect.
  • the thickness of the oxide transparent electrode layer is desirably in the range of 0.2 ⁇ to 1 ⁇ . If the thickness of the oxide transparent electrode layer is less than 0.2 ⁇ , the electrical resistivity in the in-plane direction becomes too high, and the function as a current diffusion layer may be impaired. On the other hand, a thickness exceeding 1 / m causes a reduction in manufacturing efficiency.
  • the oxide protective layer in order to sufficiently achieve the A1 oxidation suppressing effect of the light emitting layer portion, it is necessary to form the oxide protective layer at a lower temperature than the oxide transparent electrode layer.
  • ALE method it is desirable to grow the oxide protective layer at a temperature of 250 ° C. or more and 400 ° C. or less. At 250 ° C. or lower, the decomposition reaction of the raw material gas does not sufficiently proceed, and when the temperature exceeds 400 ° C., A 1 oxidation of the light emitting layer portion easily proceeds.
  • FIG. 1 is a schematic view showing an example of a light emitting element of the present invention in a laminated structure.
  • FIG. 2 is a schematic view showing another example of the light emitting device of the present invention in a laminated structure.
  • FIG. 3 is a schematic view showing a manufacturing process of the light emitting device of FIG.
  • FIG. 4A is a schematic diagram following FIG.
  • FIG. 4B is a schematic diagram following FIG. 4A.
  • FIG. 5 is an explanatory view showing a step of forming an oxide protective layer by the ALE method.
  • FIG. 6 is a schematic view showing an example of an element structure in which an oxide protective layer and an oxide transparent electrode layer are formed only on a first main surface of a light emitting layer portion.
  • FIG. 7 is a schematic diagram showing an example of an element structure in which a reflection layer is inserted on the second main surface side of the light extraction layer in FIG.
  • FIG. 8A is a schematic diagram of an active layer having a quantum well structure.
  • FIG. 8B is a schematic diagram showing a multiple quantum well structure.
  • Figure 8C is a schematic diagram showing a single quantum well structure.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram showing a light emitting device 100 according to one embodiment of the present invention.
  • a ZnO protective layer 7 as an oxide protective layer and an ITO electrode layer 8 as an oxide transparent electrode layer are arranged in this order on the first main surface 17 side of the light emitting layer section 24. It is formed by.
  • a Z ⁇ protective layer 9 as an oxide protective layer and an ITO electrode layer 10 as an oxide transparent electrode layer are formed in this order.
  • the ITO electrode layers 8 and 10 are formed together with the ZnO protective layer 7 and the ZnO protective layer 9 so as to cover the entire surfaces of both main surfaces 17 and 18 of the light emitting layer portion 24, respectively.
  • Emitting layer 24, each with are (A 1 X G a x) y I n ⁇ P mixed crystal, the one conductivity type cladding layer 6, the second-conductivity-type cladding layer 4, and the first-conductivity-type cladding layer
  • the active layer 5 is located between the second conductive type clad layer 6 and the second conductive type clad layer 4, and has a double-headed structure. Specifically, the active layer 5 made of a non-doped (A l x G ai — J y I n!
  • a p-type A1GaInP cladding layer 6 is disposed on the side of the ITO electrode layer 8
  • an n-type A1GaInn is disposed on the side of the ITO electrode layer 10.
  • non-dope means “ Do not actively add dopants ”, which means that dopant components that are unavoidably mixed in during the normal manufacturing process (for example, 10 13 to 10 16 Zcm 3 Is not excluded).
  • '' Z nO protective layer 7 thickness: about 5 atomic layers
  • ITO electrode layer 8 thickness: 0.1 ⁇ , tin oxide content: 7% by mass (remaining indium oxide);
  • ⁇ ZnO protective layer 9 about 5 atomic layers
  • I T O electrode layer 10 Same configuration as 1 T O electrode layer 8.
  • n-type GaAs single crystal substrate 1 which is a compound semiconductor single crystal substrate lattice-matched with A 1 G a In P mixed crystal, has n
  • the type GaAs buffer layer 2 is, for example, 0.5 ⁇ m, and then, as the light-emitting layer part 24, the 11 type 11 of 1011 & In P clad layer 4, 0.6 ⁇ m A 1 G a InP active layer (non-doped) 5, and
  • the epitaxial growth of 24 can be performed by a known metalorganic vapor phase epitaxy (MOVP E) method.
  • MOVP E metalorganic vapor phase epitaxy
  • the first main surface 24 a of the light emitting layer portion 24 (substrate 1 On the main surface on the side opposite to that in contact with the layer, a Z ⁇ protective layer 7 is grown by the ALE method.
  • an organic metal gas MO is supplied into the reaction vessel, and the first metal atomic layer forming a part of the Z ⁇ protective layer 9 is formed. Is formed as a monoatomic metal layer by the ALE method.
  • the ALE method the growth of the metal atomic layer is saturated by one atomic layer due to the self-stopping function, and even if the supply of the MO metal gas is continued, the metal source is no more No child layer growth occurs.
  • step (c) the oxygen component source gas (oxidizing gas) was removed. N 2 ⁇ ⁇ ⁇ is introduced, and one atomic layer of oxygen is formed by the ALE method. As a result, a single molecular layer of the ZnO layer is formed on the substrate 10. Thereafter, as shown in step (d), the above steps are alternately repeated to form a Zn ⁇ protective layer 7 in which metal atomic layers and oxygen atomic layers are alternately stacked.
  • the a As buffer layer 2 can be removed by etching (FIG. 4A).
  • a ZnO protective layer 9 is similarly grown on the main surface 18 of the n-type AlGaInP cladding layer 4 by the ALE method on the side where the etching has been performed.
  • the ITO electrode layers 8 and 10 are formed to a thickness of 0. 0 on both main surfaces of each of the Z ⁇ protective layer 7 and the Z ⁇ protective layer 9 by a known high frequency sputtering method.
  • Get 1 3 The laminated body wafer 13 is formed into a semiconductor chip by dicing. After being fixed to the support, lead wires 14b and 15b are attached as shown in FIG. 1, and a resin sealing portion (not shown) is formed. A light emitting device 100 is obtained.
  • the light emitting layer portion 24 composed of the double hetero structure layer has an oxide protective layer (ZnO protective layer) 7 and an oxide transparent electrode layer (ITO) only on one side thereof. (Electrode layer) 8 may be joined.
  • the n-type GaAs substrate 1 is diverted to the element substrate, and the ZnO protective layer 7 and the ITO electrode layer 8 are formed on the first main surface side.
  • a semiconductor multilayer film disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-66455 or a metal layer composed of Au or an Au alloy is inserted as the reflective layer 16. Can be done.
  • the interface between the light emitting layer portion and the light extraction layer is convex in the light extraction direction. It can also be curved.
  • each layer of the light emitting layer portion 24 having a double hetero structure was formed of an A1GaInP mixed crystal, but as shown in FIG.
  • Each layer of the light-emitting layer portion 124 having a heterostructure (p-type cladding layer 106, active layer 105 and n-type cladding layer 104) is made of A1GaInN mixed crystal. By forming them, a wide-gap light-emitting element 200 for blue or ultraviolet light emission can be formed.
  • the light emitting layer portion 124 is formed by the MOVPPE method similarly to the light emitting device 100 of FIG.
  • the light-emitting element 200 in FIG. 2 has the same configuration as the light-emitting element 100 in FIG. 1 except for the light-emitting layer section 124, and thus a detailed description is omitted.
  • the active layer 5 or 105 is formed as a single layer in the above embodiment, the active layer 5 or 105 is formed by stacking a plurality of compound semiconductor layers having different band gap energies. It may be configured as having a quantum well structure as shown in A. As shown in FIGS. 8B and 8C, the active layer having the quantum well structure has two layers whose band gaps are different from each other by adjusting the crystal ratio, that is, a well layer B having a small band gap energy and a large barrier layer. A and A are stacked in a lattice-matched manner so that each has a thickness less than or equal to the mean free path of electrons (generally one atomic layer to several nm).
  • the oscillation wavelength can be freely adjusted by the width and depth of the energy well layer. Stabilization of oscillation wavelength, This is effective in improving the luminous efficiency and further reducing the oscillation threshold current density. Furthermore, since the thickness of the well layer B and the barrier layer A is very small, a deviation of the lattice constant is allowed up to about 2 to 3%, and the oscillation wavelength region can be easily expanded.
  • the quantum well structure may be a multiple quantum well structure having a plurality of well layers B as shown in FIG. 8B, or a single quantum well having only one well layer B as shown in FIG. 8C. Any structure or structure.
  • each cladding layer of (A l 0. 7 G a 0. 3) o. 5 I n o.
  • a barrier layer A (A 1 0. 5 G a 0. 5) 0. 5 I n 0. 5 by P mixed crystal
  • the well layer B (a 10. 2 G a o . 8) by 0. 5 I n 0. 5 P mixed crystal
  • the thickness of the barrier layer A can be, for example, about 50 nm only for those in contact with the cladding layer, and about 6 nm for the others.
  • the well layer B can be set to about 5 nm.

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Abstract

発光素子１００は、Ａｌを含有した化合物半導体層４，５，６からなる発光層部２４と、該発光層部２４に発光駆動電圧を印加するための酸化物透明電極層８，１０とを有し、発光層部２４からの光を、酸化物透明電極層８，１０を透過させる形で取り出す。そして、発光層部２４と酸化物透明電極層８，１０との間に、発光層部２４のＡｌ酸化を抑制するための酸化物保護層７，９が介挿形成されてなる。これにより、発光駆動用の電極として酸化物透明電極層を用いるとともに、発光層部側のＡｌ酸化に伴う発光効率あるいは光取出効率の低下を効果的に防止できる発光素子を提供する。

Description

明 細 書 発光素子 技術分野
この発明は発光素子に関する。 背景技術
(A 1 XG a X_J y I n !_y P (但し、 0 x≤ l， 0≤ y≤ 1 ：以下、 A 1 G a I n Pとも記載する） 混晶により発光層部が形成された発光素子は、 薄い A 1 G a I n P活性層を、 それよりもバンドギヤップの大きい n型 A 1 G a I n Pクラッ ド層と p型 A 1 G a I n Pクラッド層とによりサンドィツチ状に挟んだダブルへテ 口構造を採用することにより、 高輝度の素子を実現できる。 また、 近年では、 I n XG a yA 1 x-x-yN (但し、 0 x≤ l, 0≤ y≤ 1 , x + y≤ l :以下、 I nG aA l Nとも記載する） を用いて同様のダブルへテロ構造を形成した青色発光素子 · も実用化されている。
上記のような発光素子においては、 駆動電圧を印加するための電極として、 従来、 金属電極が用いられてきた。 金属電極は遮光体として作用するため、 例えば発光層 部主表面の中央部のみを覆う形で形成し、 その周囲の電極非形成領域から光を取り 出す。 金属電極は、 面積をなるベく小さくしたほうが、 電極の周囲に形成される光 漏出領域の面積を大きくできるので、 光取出し効率を向上させる観点において有利 である。 しかし、 電極を小さくしすぎると素子の面内方向に電流を拡げることが困 難となり、 光取出量が却って制限される問題がある。 これを解決するために、 例え ば、 発光層部との金属電極との間に、 ドーパント濃度を高めた低抵抗率の電流拡散 層を形成する方法が採用されている。 しかし、 面内方向の電流密度分布を完全に均 一化するには、 電流拡散層の層厚をかなり厚く設定しなければならない （例えば 5 O w m程度） 。 しかし、 これでは成膜に必要な時間が長くなるとともに多量の原料 を必要とするため、 生産性の悪化ひいては素子の高価格化は必至である。 そこで、 電流拡散効果と光取出効率との双方を高めるために、 電極と電流拡散層との機能を 兼用する高導電率の酸化物透明電極層 （例えば、 I T O (Indium Tin Oxide :酸化 インジウム錫） ） にて発光層部を覆う提案が、 例えば特開平 1—2 2 5 1 7 8号公 報あるいは米国特許公報第 5 7 8 9 7 6 8号に開示されている。
. ダブルへテロ構造を有する発光素子の内部量子効率を高めるためには、 活性層へ のキャリア閉じ込め効果を高めることが重要である。 具体的には、 活性層とクラッ ド層とのバンド端不連続値を大きくする必要があり、 そのためにはクラッド層のバ ンドギヤップエネルギーを高めることが有効である。 A 1 G a I n P系あるいは I n G a A 1 N系の発光素子は、 該観点から、 いずれもクラッド層に相当量の A 1が 添加される。 '
ところで、 I I I一 V族化合物半導体に含有される A 1は、 いずれも酸化されや すく、 特に、 酸素を含有する高温雰囲気での酸化が著しい。 従って、 A 1を含有す る発光層部の表面に、 前記のような酸化物透明電極層を、 スパッタリングや C V D などにより直接堆積すると、 発光層部の相当厚さ部分が A 1の酸化により劣化する 問題がある。 また、 酸化物透明電極層は、 基板を加熱して成膜することが、 結晶性 の改善ひレ、ては導電性向上の観点において有効であるが、 昇温環境下での成膜は、 発光層部側の A 1の酸化が一層進みやすい問題がある。 クラッド層の A 1の酸化が 進むと、絶縁性の A 1 2 0 3層がかなりの厚さで形成されるため、 素子の直列抵抗が 増加する。 また、 クラッド層の実効厚さが目減りするために、 活性層へのキャリア 注入効率が低下する。 さらに、 A 1が酸化された後に残る残余の原子が、 結晶欠陥 を形成して発光層部からの光を散乱あるいは吸収する。 これらはいずれも発光効率 あるいは光取出効率の低下を招く。 本発明は、 発光駆動用の電極として酸化物透明電極層を用いるとともに、 発光層 部側の A 1酸化に伴う発光効率あるいは光取出効率の低下を効果的に防止できる発 光素子を提供することにある。 発明の開示
上記の課題を解決するために、本発明の発光素子は、 A 1を含有した化合物半導 体層からなる発光層部と、 該発光層部に発光駆動電圧を印加するための酸化物透明 電極層とを有し、 発光層部からの光を、 酸化物透明電極層を透過させる形で取り出 すようにした発光素子において、 発光層部と酸化物透明電極層との間に、 発光層部 の A 1酸化を抑制するための、 金属酸化物よりなる酸化物保護層が介揷形成されて なることを特徴とする。
上記の構成によると、 酸化物透明電極層を使用することにより、 電流拡散層を用 いることなく電流を効果的に発光素子領域全面に拡散することが可能となり、 発光 量を増大させることが可能となる。 そして、 発光層部と酸化物透明電極層との間に、 金属酸化物よりなる酸化物保護層を積極形成することにより、 酸化物透明電極層を 形成する際の発光層部の A 1酸化を大幅に減少させることができる。 これにより、 発光層部の A 1酸化による劣化が抑制され、 発光効率あるいは光取出効率を高める ことができる。
酸化物保護層は、 導電性酸化物又は半導体酸化物により形成すると、 保護層形成 に伴う直列抵抗の増加を抑制でき、 ひいては発光効率をさらに高めることができる。 このような酸化物としては、 具体的には、 Z n O、 M g O及び S n Oの 1種又は 2 種以上を主成分 （5 0質量％以上） とするものを使用することができる。
酸化物保護層の厚さは、 酸化物透明電極層の形成時において、 発光層部の A 1酸 化抑制効果が十分達成される範囲で可及的に薄く形成することが望ましく、 例えば 該厚さを 5 n m以上 1 μ πι以下の範囲にて調整することができる。 厚さが 5 n m未 満では A 1酸化防止抑制効果に乏しく、 1 μ πιを超える厚さは成膜に時間を要する ために素子の製造効率低下につながる。 また、 厚すぎる酸化物保護層は、 素子の直 列抵抗増大を招きやすく、 発光効率の低下を引き起こす場合がある。
また、 酸化物保護層は、 トンネリングによる導通が許容される厚さ、 例えば 1 5 n m以下の厚さに制限することで、 絶縁性酸化物により構成することも可能である。 例えば、 A 1 2 0 3は非常に安定な酸化物であり、 発光層部を薄く均一に覆うこと さえできれば、 内層側の発光層部の A 1酸化をむしろ抑制する働きをなすので、 本 発明に効果的に使用することが可能である。
酸化物保護層は、 絶縁性酸化物で構成する場合に限らず、 発光層部を薄く均一に 覆う形で形成することが、 発光層部の A 1酸化を十分に果たしつつ、 余分な層を形 成することに伴う発光素子性能への影響を必要最小限に留める上で有効である。 こ の観点から、 酸化物保護層は層厚方向に金属原子層と酸素原子層とが交互に積層さ れた構造を有するものとして形成することが望ましい。 また、 該構造は、 光散乱や 吸収の原因となる結晶粒界を、 電流通過方向を横切る向きに生じな 、観点において も有効である。
このような酸化物保護層は、 原子層ェピタキシ法 （A L E ： Atomic Layer Epitaxy) を用いて成長することが有効である。 例えば、 原子層ェピタキシ法によ り発光層部上に、 酸化物保護層の金属原子層を金属単原子層として形成した後、 残 余の酸素原子層と金属原子層とを成長させるようにする。 A L E法を採用すると、 最初の金属単原子層が完成すれば、 金属原子層の形成を 1原子層分で飽和させるこ とができ （いわゆる自己停止機能） 、 層内に配列した原子にも欠損や変位などの乱 れを生じ難い。 このように乱れの少ない金属原子層を、 1原子層分完成させた後、 後続の金属原子層と酸素原子層とを成長させることで、 結晶性の極めて良好な酸化 物保護層が得られ、 高性能の発光素子を実現する上で好都合となる。 また、 層内に 欠損や変位が生じ難いため、 発光層部に対する被覆性も極めて良好であり、 酸化物 保護層を非常に薄く形成しても、 発光層部の A 1酸化防止効果を十分に達成できる。 具体的には、 酸化物保護層は、 金属原子層と酸素原子層とが 5層以上 500層以下 の範囲で積層されたものとすることができる。 5層未満では A 1酸化防止効果が不 十分となる可能性があり、 500層以上では逆に効果が飽和し、 製造能率の低下を きたす。
上記 AL E法は、 基板を配置した反応容器内に有機金属ガス及び酸素成分源ガス を供給する、 有機金属気相成長法 （MOVP E (Metal Organic Vapour Phase Epitaxy) 法） の形で実施することができる。 具体的には、 金属原子層の原料とな る有機金属ガスのみを反応容器内に流通して、 バッファ層を構成する最初の金属原 子層を 1原子層分で飽和するように形成し、 金属単原子層とする。 図 5の （a) に 示すように、 有機金属 （MO) 分子は、 結合している有機基を分解 ·離脱させつつ、 金属原子を基板上に化学吸着させる。 このとき、 ALE法を採用すると、 金属原子 は、 結合している有機基の一部を残留させた形で吸着し、 図 5の （b) に示すよう に、 残留有機基を表面側に配向した形で金属原子層を形成する。 この配向した残留 有機基が新たな金属原子の吸着を阻害するため、 1原子層が完成すれば自己停止機 能の発現が顕著となり、 層内に配列した原子に欠損や変位などの乱れが極めて生じ 難くなる。
発光層部は、 （A l xG a i x) y I n x_y P (但し、 0≤x≤ l, 0≤y≤ 1 ： A l G a l nP) 又は I n—xG a yA l i yN (0 x≤ l, 0≤ y≤ 1 , x + y≤ 1 ： I nG a A 1 N) にて構成することができる。 該発光層部は、 各々 （A 1 XG a x) y I n n P又は I n::G a yA 1 ^— yNにて構成される第一導電型ク ラッド層、 活性層及び第二導電型クラッド層がこの順序にて積層されたダブルへテ 口構造を有するものとして形成できる。 活性層の両側に形成されるクラッド層との バンドギヤップ差に起因したエネルギー障壁により、 注入されたホールと電子とが 狭い活性層中に閉じ込められて効率よく再結合するので、 非常に高い発光効率を実 現できる。 さらに、 活性層の組成調整により、 前者は緑色から赤色領域 （ピーク発 光波長が 5 2 0 n m以上 6 7 0 n m以下） にかけて、 後者は紫外領域から赤色 （ピ ーク発光波長が 3 0 0 n m以上 7 0 0 n m以下） にかけての、 それぞれ広範囲の発 光波長を実現することができる。 A l G a I n P又は I n G a A l Nからなる発光 層部は、 いずれも A 1を含有するので、 酸化劣化の問題を考慮しなければならない 力 酸化物保護層にて覆った後、 酸化物透明電極層を形成する構成を採用すること で、 A 1酸化劣化の影響を効果的に抑制することができる。
上記構成においては、 第一導電型クラッド層及び第二導電型クラッド層の少なく ともいずれかと接する位置に酸化物保護層及び酸化物透明電極層を形成することが できる。 例えば、 ダブルへテロ構造からなる発光層部の片側の主表面のみを光取出 面として使用する場合は、 該側に位置するクラッド層と酸化物透明電極層との間に 該酸化物透明電極と接する形にて酸化物保護層を形成して、 酸化物透明電極層を形 成することができる。 他方、 発光層部の両側の主表面を光取出面として使用する場 合は、 両側のクラッド層のそれぞれに対応して酸化物透明電極を形成するとともに、 各酸化物透明電極とクラッド層との間には、 酸化物透明電極に接する酸化物保護層 を形成することができる。
A 1 G a I n P (閃亜鉛鉱型構造） 及び I n G a A 1 N (ウルッ鉱型構造） から なる化合物半導体層は、 いずれも I I I族原子充填層と V族原子充填層とが交互積 層された構造を有し、 その積層方向に成長がなされる。 従って、 該化合物半導体層 上に A L E法等により金属原子層と酸素原子層とを交互積層する形で酸化物保護層 を成長 ·形成する場合は、 その成長方向に金属原子層と酸素原子層とが交互積層さ れる結晶構造の酸化物を用いることが、 健全な酸化物保護層を効率的に成長できる ので望ましい。 この観点において、 Z n O、 M g〇 （いずれもウルッ鉱型構造） あ るいは A 1 2 0 3 (コランダム型構造） を酸化物保護層として採用することが望ま しいといえる。 Z η θと M g〇とは両者の混晶を用いることも可能であるが、 Z n Oあるいは MgOを単独で用いるほうが、 ALE法等の採用がより容易である。 ま た、 導電性を考慮すれば、 酸化物保護層を Z nO単独にて形成することがより望ま しいといえる。
上記本発明の発光素子の構成において、 酸化物透明電極層の材質は、 酸化スズ (S n02) あるいは酸化インジウム （I n 203) を主体とするものを使用できる。 具体的には、 酸化物透明電極層は、 I TOが高導電率であり、 本発明に好適に使用 できる。 I TOは、 酸化スズをドープした酸化ィンジゥム膜であり、 酸化スズの含 有量を 1〜 9質量。 /0とすることで、 電極層の抵抗率を 5 X 1 0_4 Ω · c m以下の 十分低い値とすることができる。 なお、 I TO電極層以外では、 Z nO電極層が高 導電率であり、 本発明に採用可能である。 また、 酸化アンチモンをドープした酸化 スズ (いわゆるネサ) 、 C d2S n04、 Z n2S n04、 Z n S n〇3、 Mg I n2 04、 酸化イットリウム （Y) をドープした C d S b 2〇6、 酸化スズをドープした G a I n03なども酸化物透明電極層の材質として使用することができる。
これらの酸化物透明電極層は、 公知の気相成膜法、 例えば化学蒸着法 (chemical vapor deposition： C VD) 、 スパッタリングや真空蒸着などの物理 蒸着法 （physical vapor deposition： PVD) 、 あるいは分子線ェピタキシャル 成長法 （molecular beam epitaxy： MB E) にて开$成することができる。 例えば、 I TO電極層や Z ηθ電極層は高周波スパッタリング又は真空蒸着により製造でき、 また、 ネサ膜は CVD法により製造できる。 また、 これら気相成長法に代えて、 ゾ ルーゲル法など他の方法を用いて形成してもよい。 酸化物透明電極層は、 発光層部 の全面を被覆する形にて形成することができる。 このように構成すると、 酸化物透 明電極層に電流拡散層の機能を担わせることができ、 従来のような化合物半導体か らなる厚い電流拡散層の形成が不要となったり、 仮に形成する場合でも、 その厚み を大幅に減ずることができるから、 工程の簡略化によるコスト削減に寄与し、 産業 利用上非常に有効である。 酸化物透明電極層を I T O層にて構成する場合は、 結晶性の良好な I T O層を形 成することが導電性の向上、 ひいては電流拡散効果の向上による発光効率の改善に 有効である。 結晶性の良好な I T O層を得るには、 スパッタリングの採用が有効で あり、 特に基板温度を 4 0 0〜 8 0 0 °Cに昇温して成長するとよい。 また、 酸化物 透明電極層の厚さは、 0 . 2 μ ηι以上 1 μ πι以下に形成することが望ましい。 酸化 物透明電極層の厚さが 0 . 2 μ πι未満では面内方向の電気抵抗率が高くなりすぎて、 電流拡散層としての機能が損なわれるおそれがある。 また、 1 / mを超える厚さは 製造能率の低下を招く。
そして、 発光層部の A 1酸化抑制効果を十分に達成するには、 酸化物保護層を酸 化物透明電極層よりも低温で形成する必要がある。 例えば前述の A L E法を採用す る場合は、 2 5 0 °C以上 4 0 0 °C以下にて酸化物保護層を成長することが望ましい。 2 5 0 °C以下では原料ガスの分解反応が十分に進まず、 4 0 0 °Cを超えると発光層 部の A 1酸化が進みやすくなる。 図面の簡単な説明
図 1は、 本発明の発光素子の一例を積層構造にて示す模式図。
図 2は、 本発明の発光素子の別例を積層構造にて示す模式図。
図 3は、 図 1の発光素子の製造工程を示す模式図。
図 4 Aは、 図 3に続く模式図。
図 4 Bは、 図 4 Aに続く模式図。
図 5は、 A L E法による酸化物保護層の形成工程を示す説明図。
図 6は、 発光層部の第一主表面にのみ酸化物保護層及び酸化物透明電極層を形成 した素子構造の例を示す模式図。
図 7は、 図 5において、 光取出層の第二主表面側に反射層を挿入した素子構造の 例を示す模式図。 図 8 Aは、 量子井戸構造を有する活性層の模式図。
図 8 Bは、 多重量子井戸構造を示す模式図。
図 8 Cは、 単一量子井戸構造を示す模式図。 発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明を実施するための最良の形態を添付の図面を参照して説明する。 図 1は、本発明の一実施形態である発光素子 1 00を示す概念図である。 発光素 子 100は、 発光層部 24の第一主表面 1 7側に、 酸化物保護層としての Z n O保 護層 7と酸化物透明電極層としての I TO電極層 8とがこの順序にて形成されてい る。 また、 発光層部 24の第二主表面 1 8側に、 酸化物保護層としての Z ηθ保護 層 9と酸化物透明電極層としての I TO電極層 1 0とがこの順序にて形成されてい る。 I TO電極層 8, 10は、 Z nO保護層 7及び Z nO保護層 9とともに、 発光 層部 24の両主表面 1 7, 18のそれぞれ全面を覆う形にて形成されている。
発光層部 24は、 各々 （A 1 XG a x) y I n ^ P混晶とされるとともに、 第 一導電型クラッド層 6、 第二導電型クラッド層 4、 及び第一導電型クラッド層 6と 第二導電型クラッド層 4との間に位置する活性層 5からなるダブルへテ口構造とさ れている。 具体的には、 ノンドープ (A l xGa i— J y I n !_y P (但し、 0≤x ≤ 0. 5 5, 0. 45≤ y≤ 0. 55 ) 混晶からなる活性層 5を、 p型 （A 1 XG aト x) y I nト y Pクラッド層 6と n型 （A 1 XG aト x) y I n y Pクラッド層 4とにより挟んだ構造となっている。 図 1の発光素子 100では、 I TO電極層 8 側に p型 A 1 G a I n Pクラッド層 6が配置されており、 I T O電極層 1 0側に n 型 A 1 G a I n Pクラッド層 4が配置されている。 従って、 通電極性は I T〇電極 層 8側が正である。 なお、 当業者には自明のことであるが、 ここでいう 「ノンドー プ」 とは、 「ドーパントの積極添加を行なわない」 との意味であり、 通常の製造ェ 程上、 不可避的に混入するドーパント成分の含有 （例えば 1013〜1 016Zc m3 程度を上限とする） をも排除するものではない。
なお、 図 1の発光素子 1 0 0において、 各層の厚さの実例として以下のような数 値を例示できる ：
' Z nO保護層 7=厚さ ：約 5原子層分
. I TO電極層 8 =厚さ ： 0. 1 μπι、 酸化スズ含有率： 7質量％ (残部酸化イン ジゥム） ；
• ρ型 A 1 G a I n Pクラッド層 6 = 1 μιη ;
• A 1 G a I n P活性層 5 = 0. 6 μ m；
• n型 A 1 G a I n Pクラッド層 4 = 1 μ m ;
· Z nO保護層 9 =約 5原子層分；
• I T O電極層 1 0 = 1 T O電極層 8と同一構成。
以下、 図 1の発光素子 1 00の製造方法について説明する。
まず、 図 3に示すように、 A 1 G a I n P混晶と格子整合する化合物半導体単結 晶基板である n型 G a A s単結晶基板 1の第一主表面 1 aに、 n型 G a A sバッフ ァ層 2を例えば 0. 5 μ m、 次いで、 発光層部 24として、 1 111の11型 1 0 & I n Pクラッド層 4、 0. 6 μ mの A 1 G a I n P活性層 （ノンドープ） 5、 及び
1 111の 型八 1 G a I n Pクラッド層 6をェピタキシャル成長させる。 発光層部
2 4のェピタキシャル成長は、 公知の有機金属気相ェピタキシャル成長 (Metalorganic Vapor Phase Epitaxy: MO VP E) 法により行なうことができる 次に、 発光層部 24の第一主表面 24 a (基板 1に接しているのと反対側の主表 面） に、 Z η θ保護層 7を AL E法により成長する。 具体的には、 図 5の工程 (a) 及ぴ工程 （b) に示すように、 有機金属ガス MOを反応容器内に供給し、 Z ηθ保護層 9の一部をなす最初の金属原子層を ALE法により単原子金属層として 形成する。 既に説明した通り、 ALE法では自己停止機能により金属原子層の成長 は 1原子層分で飽和し、 有機金属ガス MOの供給を継続しても、 それ以上の金属原 子層の成長は起こらない。
その後、 有機金属ガス MOの供給を停止し、 窒素ガスで反応容器内を置換して有 機金属ガス MOを十分にパージアウトした後、 工程 （c) に示すように、 酸素成分 源ガス （酸化性ガス雰囲気でもある） として N2〇を導入し、 ALE法により酸素 原子層を 1原子層分形成する。 これにより、 基板 1 0上には ZnO層が 1分子層分 だけ形成されたことになる。 その後、 工程 （d) に示すように、 上記工程を交互に 繰り返すことにより、 金属原子層と酸素原子層が交互に積層された Z n〇保護層 7 が形成される。
上記の成長後、 例えば硫酸系水溶液 （濃硫酸： 3 0%過酸化水素水：水 = 3 ： 1 ： 1容量比） からなるエッチング液に浸漬することにより、 & 3 3基板1ぉょ び G a A sバッファ層 2をエッチング除去することができる (図 4A) 。 そして、 図 4Bに示すように、 そのエッチング剥離された側において、 n型 A l Ga l nP クラッド層 4の主表面 1 8に、 ZnO保護層 9を、 AL E法により同様に成長させ る。
そして、 それぞれの Z ηθ保護層 7及び Z ηθ保護層 9の両主表面に、 公知の高 周波スパッタリング法により、 I TO電極層 8， 10をそれぞれ厚さ 0. に て形成し、 積層体ゥヱーハ 1 3を得る。 積層体ゥヱーハ 1 3はダイシングにより半 導体チップとされ、 支持体に固着した後、 図 1に示すようにリード線 14 b， 1 5 bを取り付け、 さらに図示しない樹脂封止部を形成することにより発光素子 100 が得られる。
なお、 図 6に示す発光素子 50のように、 ダブルへテロ構造層からなる発光層部 24に、 その片側にのみ酸化物保護層 （Z nO保護層） 7及び酸化物透明電極層 ( I TO電極層） 8を接合してもよい。 この場合は、 n型 G a A s基板 1は素子基 板に流用され、 その第一主表面側に Z n O保護層 7及び I TO電極層 8が形成され る。 また、 図 7に示す発光素子 5 1のように、 G a A s基板 1と発光層部 24との 間に、 例えば特開平 7— 6 6 4 5 5号公報に開示されている半導体多層膜や、 ある いは A uないし A u合金にて構成された金属層を反射層 1 6として挿入することが できる。 これにより、 発光層部 2 4から直接光取出層側に漏出する光 Lに加え、 反 射層 1 6での反射光 L， が加わるので、 光取出効率を高めることができる。 また、 全反射損失をさらに低減するために、 特開平 5— 1 9 0 8 9 3号公報に開示されて いるように、 発光層部と光取出層との界面を光取出方向に向けて凸状に湾曲させる こともできる。
図 1の発光素子 1 0 0においては、 ダブルへテロ構造をなす発光層部 2 4の各層 を A 1 G a I n P混晶にて形成していたが、 図 2に示すように、 ダブルへテロ構造 をなす発光層部 1 2 4の各層 （p型クラッド層 1 0 6、 活性層 1 0 5及ぴ n型クラ ッド層 1 0 4 ) を A 1 G a I n N混晶により形成することにより、 青色あるいは紫 外発光用のワイドギャップ型発光素子 2 0 0を構成することもできる。 発光層部 1 2 4は、 図 1の発光素子 1 0 0と同様に M O V P E法により形成される。 図 2の発 光素子 2 0 0は、 発光層部 1 2 4を除き、 残りの部分は図 1の発光素子 1 0 0と同 一構成であるので、 詳細な説明は省略する。
また、 活性層 5あるいは 1 0 5は上記実施形態では単一層として形成していたが、 これを、 バンドギヤップエネルギーの異なる複数の化合物半導体層が積層されたも の、 具体的には、 図 8 Aに示すような量子井戸構造を有するものとして構成するこ ともできる。 量子井戸構造を有する活性層は、 図 8 B及ぴ図 8 Cに示すように、 混 晶比の調整によりバンドギヤップが互いに相違する 2層、 すなわちバンドギヤップ エネルギーの小さい井戸層 Bと大きい障壁層 Aとを、 各々電子の平均自由工程もし くはそれ以下の厚さ （一般に、 1原子層〜数 n m) となるように格子整合させる形 で積層したものである。 上記構造では、 井戸層 Bの電子 （あるいはホール） のエネ ルギ一が量子化されるため、 例えば半導体レーザー等に適用した場合に、 発振波長 をエネルギー井戸層の幅や深さにより自由に調整でき、 また、 発振波長の安定化、 発光効率の向上、 さらには発振しきい電流密度の低減などに効果がある。 さらに、 井戸層 Bと障壁層 Aとは厚さが非常に小さいため、 2〜 3 %程度までであれば格子 定数のずれが許容され、 発振波長領域の拡大も容易である。 なお、 量子井戸構造は、 図 8 Bに示すように、 井戸層 Bを複数有する多重量子井戸構造としてもよいし、 図 8 Cに示すように、 井戸層 Bを 1層のみ有する単一量子井戸構造としてもいずれで もよレ、。 図 8 A〜図 8 Cでは、 p型及び n型の各クラッド層を （A l 0. 7G a 0. 3) o. 5 I n o. 5 P混晶により、 障壁層 Aを （A 10. 5G a 0. 5) 0. 5 I n0. 5P混 晶により、 井戸層 Bを （A 10. 2G a o. 8) 0. 5 I n0. 5P混晶によりそれぞれ構 成している。 なお、 障壁層 Aの厚さは、 例えばクラッド層と接するもののみ 50 n m程度とし、 他は 6 nm程度とすることができる。 また、 井戸層 Bは 5 n m程度と することができる。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . A 1を含有した化合物半導体層からなる発光層部と、 該発光層部に発光駆動 電圧を印加するための酸化物透明電極層とを有し、 前記発光層部からの光を、 前記 酸化物透明電極層を透過させる形で取り出すようにした発光素子において、 前記発 光層部と前記酸化物透明電極層との間に、 前記発光層部の A 1酸化を抑制するため の、 金属酸化物よりなる酸化物保護層が介揷形成されてなることを特徴とする発光 素子。
2 . 前記酸化物保護層は、 導電性酸化物又は半導体酸化物よりなることを特徴と する請求の範囲第 1項記載の発光素子。
3 . 前記酸化物保護層は、 Z n O、 M g O及ぴ S η θの 1種又は 2種以上を主成 分とすることを特徴とする請求の範囲第 1項又は第 2項に記載の発光素子。
4 . 前記酸化物保護層の厚さが 5 n m以上 1 μ m以下であることを特徵とする請 求の範囲第 1項ないし第 3項のいずれか 1項に記載の発光素子。
5 . 前記酸化物保護層は、 厚さが 1 5 n m以下であり、 かつ絶縁性酸化物よりな ることを特徴とする請求の範囲第 1項記載の発光素子。
6 . 前記絶縁性酸化物が A 1 2◦ 3よりなることを特徴とする請求の範囲第 5項 記載の発光素子。
7 . 前記酸化物保護層は、 層厚方向に金属原子層と酸素原子層とが交互に積層さ れた構造を有することを特徴とする請求の範囲第 3項ないし第 6項のいずれか 1項 に記載の発光素子。
8 . 前記酸化物保護層は、 原子層ェピタキシ法を用いて成長されたものであるこ とを特徴とする請求の範囲第 7項記載の発光素子。
9 . 前記酸化物保護層は、 前記金属原子層と前記酸素原子層とが 5層以上 5 0 0 層以下の範囲で積層されたものであることを特徴とする請求の範囲第 7項又は第 8 項に記載の発光素子。
10. 前記発光層部は、 （A l xGa i x) y I n !_yP (但し、 0 x≤ l， 0 ≤ y≤ 1 ) 又は I n XG a y A 1 卜 x yN (0≤ x≤ 1 , 0≤ y≤ 1 , + y≤ 1) にて構成されていることを特徴とする請求の範囲第 1項ないし第 9項のいずれ か 1項に記載の発光素子。
11. 前記酸化物透明電極層が I TO電極層であることを特徴とする請求の範囲 第 1項ないし第 10項のいずれか 1項に記載の発光素子。
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