JP2000353820A - AlGaInP LIGHT EMITTING ELEMENT WITH WINDOW LAYER - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To acquire an AlGaInP light emitting element of high brightness by providing a specified p-type clad layer, a light emitting layer and an n-type clad layer in a GaAs single crystalline substrate and providing a window layer consisting of zinc oxide thereon. SOLUTION: P-type clad layers 104, 106 consisting of (AIαGa1-α)xIn1-xP (0<=α<=1, 0<x<1), a light emitting layer 105, an n-type clad layer and a window layer 107 of a polycrystalline zinc oxide are formed on a GaAs single crystalline substrate 101. In the process, the composition ratio (1-X) of indium of an AlGaInP layer is made 0.5, thereby obtaining good lattice-match to a GaAs substrate 101. It is desirable that zinc oxide is hexagonal wurtzite type crystal, a polycrystalline zinc oxide film is preferably orientated C-axially and the resistivity is made 1×103 Ω.cm or less. Although zinc oxide crystal shows n-type conduction in its so-called undoped state wherein impurities are not added intentionally, an n-type zinc oxide window layer 107 of lower resistivity can be formed by doping a group III element.

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】リン化アルミニウム・ガリウ
ム・インジウム（ＡｌＧａＩｎＰ）活性層から発光を外
部へ出射するに好都合な窓層を具備する高輝度のＡｌＧ
ａＩｎＰ発光素子に関する。The present invention relates to a high-brightness AlG having a window layer suitable for emitting light from an aluminum gallium indium phosphide (AlGaInP) active layer to the outside.
aInP light-emitting device.

【０００２】[0002]

【従来の技術】（Ａｌ_αＧａ_{1- α}）_XＩｎ_1-XＰ（０≦α
≦１、０＜Ｘ＜１）多元混晶にあって、特に、インジウ
ム組成比（＝１−Ｘ）を０．５とする（Ａｌ_αＧ
ａ_{1- α}）_0.5Ｉｎ_0.5Ｐ（０≦α≦１）は、砒化ガリウム
（ＧａＡｓ）単結晶と良好な格子整合性を有し（Ａｐｐ
ｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，５７（２７）（１９９
０）、２９３７〜２９３９頁参照）、例えば赤橙色系を
出射する発光素子（ＬＥＤ）或いはレーザーダイオード
（ＬＤ）に利用されている（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅ
ｔｔ．，６４（２１）（１９９４）、２８３９〜２８４
１頁参照）。これらの発光素子の発光部は、光の「閉じ
込め」効果を利用して高強度の発光を得るために、ｐｎ
接合型のダブルヘテロ（ＤＨ）接合構造から構成するの
が通例である（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，６１
（１５）（１９９２）、１７７５〜１７７７頁参照）。2. Description of the _Related Art (Al _α Ga _{1- α} ) _X In _1-X P (0 ≦ α
≦ 1, 0 <X <1) In a multi-element mixed crystal, in particular, the indium composition ratio (= 1−X) is set to 0.5 (Al _α G
a _{1- α} ) _0.5 In _0.5 P (0 ≦ α ≦ 1) has good lattice matching with gallium arsenide (GaAs) single crystal (App
l. Phys. Lett. , 57 (27) (199
0), pages 2937 to 2939), for example, a light-emitting element (LED) or a laser diode (LD) that emits red-orange light (Appl. Phys. Le).
tt. , 64 (21) (1994), 2839-284.
See page 1.) The light-emitting portions of these light-emitting elements use a pn light source to obtain high-intensity light emission by utilizing the “confinement” effect of light.
It is customary to construct a junction type double hetero (DH) junction structure (Appl. Phys. Lett., 61).
(15) (1992), pp. 1775-1777).

【０００３】ＤＨ構造発光部とは、発光（活性）層、上
部及び下部クラッドから構成される発光を司る機能部位
である。クラッド層は、限定された領域内（発光層内）
で電子と正孔とを集中して放射再結合させるために、発
光層を挟持して設けられる障壁層である。発光層領域内
で、都合良くキャリア（ｃａｒｒｉｅｒ）の再結合を起
こすために、クラッド層は発光層よりも禁止帯幅（ｂａ
ｎｄ ｇａｐ）を大きくして構成される。例えば、（Ａ
ｌ_0.2Ｇａ_0.8）_0.5Ｉｎ_0.5Ｐから発光層を構成し、クラ
ッド層を（Ａｌ_0.7Ｇａ_0.3）_0.5Ｉｎ_0.5ＰとするＤＨ構
造が開示されている（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔ
ｔ．，５８（１０）（１９９１）、１０１０〜１０１２
頁参照）。[0003] The DH structure light-emitting portion is a functional portion for controlling light emission composed of a light-emitting (active) layer, upper and lower claddings. The cladding layer is in a limited area (in the light emitting layer)
This is a barrier layer provided so as to sandwich the light emitting layer in order to concentrate electrons and holes for radiative recombination. In order to conveniently cause carrier recombination in the light emitting layer region, the cladding layer has a band gap (ba) larger than that of the light emitting layer.
nd gap). For example, (A
A DH structure in which a light emitting layer is formed from (l _0.2 Ga _0.8 ) _0.5 In _0.5 P and a cladding layer is (Al _0.7 Ga _0.3 ) _0.5 In _0.5 P is disclosed (Appl. Phys. Let).
t. , 58 (10) (1991), 1010-1012.
Page).

【０００４】従来の（Ａｌ_αＧａ_{1- α}）_XＩｎ_1-XＰ発光
素子において、ＤＨ構造発光部の上方には素子動作電流
を発光部へ広範に拡散させるため、電流拡散の役目も担
う窓（ウィンドウ）層を配置するのが通例となっている
（ＳＰＩＥ、Ｖｏｌ．３００２（１９９７）、１１０〜
１１８頁参照）。窓層は、発光面積を拡大するために敷
設する結晶層であるから、出来る限り低抵抗の結晶層か
ら構成するのが好ましい。また、窓層は発光の取り出し
方向に配置するため、発光層からの発光を吸収し難く、
発光に対して透明な禁止帯幅の大きな半導体材料から構
成する必要がある。従来より、窓層を砒化アルミニウム
・ガリウム結晶（Ａｌ_CＧａ_1-CＡｓ：０≦Ｃ≦１）から
構成する例が開示されている（上記のＡｐｐｌ．Ｐｈｙ
ｓ．Ｌｅｔｔ．，５８（１９９１）参照）。また、リン
化ガリウム（ＧａＰ）から構成する例も知られている
（Ｊ．Ｅｌｅｃｔｒｏｎ．Ｍａｔｅｒ．，２０（１９９
１）、１１２５〜１１３０頁参照）。窓層として利用さ
れるＧａＰ結晶層の層厚は約１０μｍから数１０μｍで
あり（前出のＳＰＩＥ、Ｖｏｌ．３００２参照）、よっ
て（Ａｌ_αＧａ_{1- α}）_XＩｎ_1-XＰ結晶層の一般的な成長
方法である有機金属熱分解気相成長（ＭＯ−ＶＰＥ）法
に比較すれば、より簡便に厚膜が成膜できるハロゲン
（ｈａｌｏｇｅｎ）或いはハイドライド（ｈｙｄｒｉｄ
ｅ）ＶＰＥにより形成されている。In a conventional (Al _α Ga _{1- α} ) _X In _1- XP light emitting device, the device operating current is also diffused over the light emitting portion of the DH structure in order to diffuse the device operating current widely to the light emitting portion. It is customary to arrange a window (window) layer (SPIE, Vol. 3002 (1997), 110-110).
See page 118). Since the window layer is a crystal layer laid to enlarge the light emitting area, it is preferable that the window layer be formed of a crystal layer having as low a resistance as possible. In addition, since the window layer is arranged in the direction of extracting light emission, it is difficult to absorb light emitted from the light emitting layer,
It is necessary to be made of a semiconductor material having a large band gap that is transparent to light emission. Conventionally, there has been disclosed an example in which a window layer is formed of aluminum gallium arsenide crystal (Al _C Ga _{1 -C} As: 0 ≦ C ≦ 1) (the above-mentioned Appl. Phys.
s. Lett. , 58 (1991)). In addition, an example composed of gallium phosphide (GaP) is also known (J. Electron. Mater., 20 (199).
1), pages 1125 to 1130). The thickness of the GaP crystal layer used as the window layer is about 10 μm to several tens μm (see SPIE, Vol. 3002, supra), and thus the (Al _α Ga _{1- α} ) _X In _1-X P crystal layer Compared to a general growth method such as metal-organic pyrolysis vapor deposition (MO-VPE), halogen or hydride that can form a thick film more easily can be obtained.
e) It is formed by VPE.

【０００５】ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体材料に加え、透
明な酸化物結晶層を発光部の上方に配置する積層構成も
開示されている。例えば、アメリカ合衆国特許第５，４
８１，１２２号では、ｐ形オーミックコンタクト層上に
酸化インジウム・錫（ｉｎｄｉｕｍ−ｔｉｎ ｏｘｉｄ
ｅ：略称ＩＴＯ）層が配置されている。また、リン化砒
化ガリウム（ＧａＡｓＰ）、リン化ガリウム（Ｇａ
Ｐ）、リン化ガリウム・インジウム（ＧａＩｎＰ）また
は砒化ガリウム（ＧａＡｓ）から構成されるコンタクト
層を被覆する様に酸化インジウム、酸化錫、酸化亜鉛や
酸化マグネシウム被膜を設ける手段が開示されている
（特開平１１−１７２２０号公報参照）。図４は、導電
性酸化物膜を具備する従来のＡｌＧａＩｎＰ発光素子の
断面模式図である。導電性酸化物膜５２は、上部クラッ
ド層１０６上に備えられたコンタクト層５１上に設けら
れる構成となっている。[0005] In addition to the group III-V compound semiconductor material, a laminated structure in which a transparent oxide crystal layer is disposed above the light emitting portion is also disclosed. For example, US Pat.
No. 81,122 discloses indium-tin oxide on a p-type ohmic contact layer.
e: abbreviated as ITO) layer. Gallium arsenide phosphide (GaAsP), gallium phosphide (Ga
(P), means for providing a coating of indium oxide, tin oxide, zinc oxide or magnesium oxide so as to cover a contact layer composed of gallium indium phosphide (GaInP) or gallium arsenide (GaAs) is disclosed. See JP-A-11-17220). FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a conventional AlGaInP light emitting device having a conductive oxide film. The conductive oxide film 52 is provided on the contact layer 51 provided on the upper cladding layer 106.

【０００６】[0006]

【発明が解決しようとする課題】Ａｌ_CＧａ_1-CＡｓは、
クラッド層を構成する（Ａｌ_αＧａ_{1- α}）_XＩｎ_1-XＰと
良好な格子整合関係があり、ミスフィット（ｍｉｓｆｉ
ｔ）転位等の結晶欠陥の少ない窓層を形成できる利点が
ある。しかし、約０．５を越える高いアルミニウム組成
比（＝Ｃ）のＡｌ_CＧａ_1-CＡｓを窓層として設けたＡｌ
ＧａＩｎＰ発光素子では、高温多湿の環境下に於いて順
方向電圧が経時的に変動し、これを防ぐため、例えばパ
ッシベーション（ｐａｓｓｉｖａｔｉｏｎ）技術などの
特別な技術手段が要求される。SUMMARY OF THE INVENTION Al _C Ga _{1 -C} As is
There is a good lattice matching relationship with (Al _α Ga _{1- α} ) _X In _1-X P constituting the cladding layer, and a misfit (misfi
t) There is an advantage that a window layer with few crystal defects such as dislocations can be formed. However, Al having a high aluminum composition ratio (= C) exceeding about 0.5 and having Al _C Ga _{1 -C} As as a window layer is provided.
In a GaInP light emitting device, a forward voltage fluctuates with time in a high-temperature and high-humidity environment, and special technical means such as a passivation technology is required to prevent the variation.

【０００７】また、ＧａＰで窓層を構成すれば、外部発
光効率を数倍に高めることができるが、（Ａｌ_αＧａ_1-
α）_XＩｎ_1-XＰとの格子不整合性から、良質のＧａＰ結
晶層を形成するには至らず、発光素子の寿命を短くして
しまう。また、発光の取り出し効率を高めるため、厚膜
のＧａＰ結晶層を形成するためには、クラッド層或いは
発光層とは異なる成膜技術を必要とし、発光素子の製造
工程が煩雑となる。If the window layer is made of GaP, the external luminous efficiency can be increased several times, but (Al _α Ga _1−
α ) Due to the lattice mismatch with _X In _1- XP, it is not possible to form a high-quality GaP crystal layer, and the life of the light emitting element is shortened. Further, in order to enhance the light extraction efficiency, a thicker GaP crystal layer is required to form a film different from the cladding layer or the light emitting layer, which complicates the manufacturing process of the light emitting element.

【０００８】また、透明酸化物層を備えた従来のＡｌＧ
ａＩｎＰ発光素子においては、酸化物層はＧａＡｓ等か
ら成るコンタクト層を介して設けられている。しかし、
ＧａＡｓの室温での禁止帯幅（＝１．４３ｅＶ）は、一
般的な発光層の構成材料である（Ａｌ_αＧａ_{1- α}）_0.5
Ｉｎ_0.5Ｐに比較すれば小さいため、発光がＧａＡｓ層
に吸収され、高輝度の発光素子を得るのに不利となる。
更に、抵抗率が約１０^-4Ω・ｃｍ程度と小さなＩＴＯ膜
を,単にコンタクト層に接触させて設けても、良好なオ
ーミック接触が安定して得られないという問題がある。Further, a conventional AlG having a transparent oxide layer
In the aInP light emitting device, the oxide layer is provided via a contact layer made of GaAs or the like. But,
The forbidden band width (= 1.43 eV) of GaAs at room temperature is such that (Al _α Ga _{1− α} ) _0.5 is a general constituent material of the light emitting layer.
Since it is smaller than In _0.5 P, light emission is absorbed by the GaAs layer, which is disadvantageous in obtaining a high-luminance light-emitting element.
Furthermore, even if an ITO film having a resistivity as low as about 10 ⁻⁴ Ω · cm is simply provided in contact with the contact layer, a good ohmic contact cannot be stably obtained.

【０００９】同じく、約１０^-4Ω・ｃｍ程度の低抵抗率
の導電性を有する酸化物結晶に、酸化亜鉛（ＺｎＯ）が
ある（電子通信情報学会技術研究会報告、Ｖｏｌ．９
９、Ｎｏ．６３（１９９９．５．２０．）、８３〜８８
頁参照）。しかし、酸化亜鉛膜について、透明窓層とし
て良好なオーミック接触特性を機能させる構成要件及び
積層構造は開示されていない。Similarly, zinc oxide (ZnO) is a conductive oxide crystal having a low resistivity of about 10 ⁻⁴ Ω · cm (Report of the Technical Meeting of the Institute of Electronics, Information and Communication Engineers, Vol. 9).
9, No. 63 (1999.5.20), 83-88
Page). However, regarding the zinc oxide film, the constituent elements and the laminated structure that function as good transparent ohmic contact characteristics as a transparent window layer are not disclosed.

【００１０】本発明は上記の背景に鑑み、酸化亜鉛から
窓層を構成するための構成要件および積層構造を明らか
にし、高輝度のＡｌＧａＩｎＰ発光素子を提供すること
にある。In view of the foregoing, it is an object of the present invention to clarify the requirements for forming a window layer from zinc oxide and a laminated structure, and to provide a high-luminance AlGaInP light emitting device.

【００１１】[0011]

【課題を解決するための手段】発明者らは上記の課題を
解決すべく鋭意検討した結果、本発明に到達した。即
ち、本発明は、［１］ＧａＡｓ単結晶基板上に、それぞ
れ（Ａｌ_αＧａ_{1- α}）_XＩｎ_1-XＰ（０≦α≦１、０＜Ｘ
＜１）からなるｐ形クラッド層、発光層、及びｎ形クラ
ッド層を有し、さらにその上に多結晶体の酸化亜鉛から
なる窓層を有することを特徴とする発光素子、［２］Ｉ
ｎの混晶比（１−Ｘ）が、０．５であることを特徴とす
る［１］記載の発光素子、［３］酸化亜鉛が、六方晶ウ
ルツ鉱型結晶で、主にｃ軸方向に配向していることを特
徴とする［１］または［２］に記載の発光素子、［４］
酸化亜鉛が、第ＩＩＩ族元素が添加され、ｎ形の伝導性
を有することを特徴とする［１］〜［３］のいずれか１
項に記載の発光素子、［５］第ＩＩＩ族元素が、硼素、
アルミニウム、ガリウム、インジウムから選ばれた一種
類以上の元素であることを特徴とする［４］記載の発光
素子、［６］ｎ形クラッド層が、キャリヤ濃度を相違す
る２層を含み、キャリヤ濃度の低い方の層が発光層側に
あり（Ａ１層とし、キャリヤ濃度をＮ１とする）、キャ
リヤ濃度の高い方の層が窓層側にある（Ａ２層とし、キ
ャリヤ濃度をＮ２とする）ことを特徴とする［１］〜
［５］のいずれか１項に記載の発光素子、［７］Ｎ１が
１×１０¹⁷ｃｍ^-3以上で５×１０¹⁸ｃｍ^-3未満であり、
Ｎ２が５×１０¹⁸ｃｍ^-3以上で３×１０¹⁹ｃｍ^-3以下で
あることを特徴とする［６］に記載の発光素子、［８］
Ａ２層が、層厚５ｎｍ以上で５００ｎｍ以下であること
を特徴とする［６］または［７］に記載の発光素子、
［９］Ａ１層のドーパントが珪素であり、Ａ２層のドー
パントが第ＶＩ族元素であることを特徴とする［６］〜
［８］のいずれか１項に記載の発光素子、［１０］第Ｖ
Ｉ族元素が、セレンまたはテルルであることを特徴とす
る［９］に記載の発光素子、に関する。Means for Solving the Problems The inventors have made intensive studies to solve the above-mentioned problems, and as a result, have reached the present invention. That is, the present invention provides [1] (Al _α Ga _{1- α} ) _X In _1-X P (0 ≦ α ≦ 1, 0 <X
[2] I. A light-emitting element comprising: a p-type cladding layer, a light-emitting layer, and an n-type cladding layer formed by <1), and a window layer made of polycrystalline zinc oxide thereon.
[1] wherein the mixed crystal ratio (1-X) of n is 0.5; [3] zinc oxide is a hexagonal wurtzite crystal, mainly in the c-axis direction. The light-emitting device according to [1] or [2], wherein
Any one of [1] to [3], wherein zinc oxide is added with a group III element and has n-type conductivity.
Item 5, wherein the group III element is boron,
The light emitting device according to [4], wherein the n-type cladding layer includes two layers having different carrier densities, wherein the light emitting device is at least one element selected from aluminum, gallium, and indium. The lower layer is on the light emitting layer side (A1 layer, carrier concentration is N1), and the higher carrier concentration layer is on the window layer side (A2 layer, carrier concentration is N2). [1] ~
[5] The light-emitting device according to any one of [5], wherein [7] N1 is 1 × 10 ¹⁷ cm ⁻³ or more and less than 5 × 10 ¹⁸ cm ⁻³ ,
The light-emitting element according to [6], wherein N2 is 5 × 10 ¹⁸ cm ⁻³ or more and 3 × 10 ¹⁹ cm ⁻³ or less, [8]
The light-emitting element according to [6] or [7], wherein the A2 layer has a layer thickness of 5 nm or more and 500 nm or less,
[9] The dopant in the A1 layer is silicon, and the dopant in the A2 layer is a Group VI element.
[10] The light emitting device according to any one of [8] and [10].
The light-emitting device according to [9], wherein the group I element is selenium or tellurium.

【００１２】[0012]

【発明の実施の形態】本発明では、ＧａＡｓ単結晶基板
上に、（Ａｌ_αＧａ_{1- α}）_XＩｎ_1-XＰ（０≦α≦１、０
＜Ｘ＜１）からなるｐ形クラッド層、発光層、及びｎ形
クラッド層と多結晶体である酸化亜鉛の窓層を形成す
る。この場合、ＡｌＧａＩｎＰ層のインジウムの組成比
（１−Ｘ）については、０．５とすることでＧａＡｓ基
板に対し良好な格子整合性が得られる。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the present invention, (Al _α Ga _{1- α} ) _X In _1- XP (0 ≦ α ≦ 1, 0
A window layer made of polycrystalline zinc oxide and a p-type clad layer, a light-emitting layer, and an n-type clad layer made of <X <1) are formed. In this case, by setting the indium composition ratio (1-X) of the AlGaInP layer to 0.5, good lattice matching with the GaAs substrate can be obtained.

【００１３】酸化亜鉛（ＺｎＯ）多結晶層は、通常の高
周波スパッタ法や真空蒸着法等の物理的堆積法や化学的
堆積（ＣＶＤ）法などにより形成できる。特に、堆積時
に被堆積物の温度を大凡、２００℃以上とすれば、ウル
ツ鉱結晶型の＜０００１＞方向（所謂、ｃ軸方向）を成
長方位とする多結晶の酸化亜鉛結晶層が得られる。単結
晶の酸化亜鉛結晶も利用可能ではあるが、単結晶の酸化
亜鉛結晶層が得られる成膜温度では、酸化亜鉛の昇華に
因り、連続性のある酸化亜鉛膜が安定して得られない場
合がある。動作電流を広範囲に拡散させるには、膜の連
続性に欠ける単結晶膜よりも、連続性の高い多結晶酸化
亜鉛膜が有利である。なお多結晶酸化亜鉛膜には非晶質
体の酸化亜鉛膜も含まれる。The polycrystalline zinc oxide (ZnO) layer can be formed by a physical deposition method such as a usual high frequency sputtering method or a vacuum deposition method, or a chemical deposition (CVD) method. In particular, when the temperature of the object to be deposited is approximately 200 ° C. or more during deposition, a polycrystalline zinc oxide crystal layer having a wurtzite crystal type <0001> direction (a so-called c-axis direction) having a growth orientation can be obtained. . Single crystal zinc oxide crystals can also be used, but when a single crystal zinc oxide crystal layer is obtained, a continuous zinc oxide film cannot be stably obtained due to sublimation of zinc oxide. There is. In order to diffuse the operating current over a wide range, a polycrystalline zinc oxide film having higher continuity is advantageous over a single crystal film lacking in continuity of the film. Note that the polycrystalline zinc oxide film also includes an amorphous zinc oxide film.

【００１４】この場合、多結晶酸化亜鉛膜を、ｃ軸方向
に優先的に配向させ、且つ、動作電流を平面的に拡散す
るためには、抵抗率（比抵抗）を１×１０³Ω・ｃｍ未
満とすることが好ましい。このような酸化亜鉛膜は、窓
層形成時において、被堆積物の温度を約２５０℃から約
４５０℃に設定することにより得られる。窓層の層厚は
約５ｎｍ以上であるのが望ましく、約５μｍを越える
と、表面の平坦性が悪化し発光強度の発光面内での均一
化が低下する。In this case, in order to preferentially orient the polycrystalline zinc oxide film in the c-axis direction and diffuse the operating current in a planar manner, the resistivity (specific resistance) should be 1 × 10 ³ Ω · cm. Such a zinc oxide film is obtained by setting the temperature of the deposit to about 250 ° C. to about 450 ° C. when forming the window layer. The thickness of the window layer is desirably about 5 nm or more. If it exceeds about 5 μm, the flatness of the surface is deteriorated, and the uniformity of the light emission intensity in the light emitting surface is reduced.

【００１５】酸化亜鉛結晶は不純物を故意に添加しな
い、所謂アンドープ（ｕｎｄｏｐｅ）状態でｎ形の伝導
を呈するが、第ＩＩＩ族元素をドーピングすれば、より
確実に低比抵抗のｎ形酸化亜鉛窓層が形成できる。アル
ミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）やインジウム（Ｉ
ｎ）等の第ＩＩＩ族元素をドープすれば、比抵抗を約２
〜３×１０⁴Ω・ｃｍとする窓層として充分な導電性が
付与されたｎ形酸化亜鉛結晶層が得られる。例えば、Ａ
ｌドープ酸化亜鉛窓層は、Ａｌ不純物を例えば、約２〜
５重量％含む酸化亜鉛から成る成型材をタ−ゲットとし
てスパッタリングすれば形成できる。また、この様なタ
ーゲット材料の表面にレーザ光を照射するレーザアブレ
ーション法でも形成できる。この場合、ドーパントは必
ずしも一種に限定する必要はない。例えば、ＡｌとＧａ
の双方が添加されたｎ形酸化亜鉛結晶層からも窓層が構
成できる。酸化亜鉛結晶層の比抵抗は通常のホール（Ｈ
ａｌｌ）効果測定法等により測定できる。The zinc oxide crystal exhibits n-type conduction in a so-called undoped state in which impurities are not intentionally added. However, if a group III element is doped, an n-type zinc oxide window having a low specific resistance is more reliably obtained. Layers can be formed. Aluminum (Al), gallium (Ga) and indium (I
n) or the like, doping with a specific resistance of about 2
An n-type zinc oxide crystal layer provided with sufficient conductivity as a window layer having a thickness of about 3 × 10 ⁴ Ω · cm is obtained. For example, A
The l-doped zinc oxide window layer contains Al impurities, for example,
It can be formed by sputtering a molding material made of zinc oxide containing 5% by weight as a target. Further, it can also be formed by a laser ablation method in which the surface of such a target material is irradiated with laser light. In this case, the dopant need not necessarily be limited to one type. For example, Al and Ga
The window layer can also be formed from an n-type zinc oxide crystal layer to which both are added. The specific resistance of the zinc oxide crystal layer is a normal hole (H
all) It can be measured by an effect measurement method or the like.

【００１６】本発明では、上記のｎ形多結晶の酸化亜鉛
窓層をＤＨ構造発光部の一構成層であるｎ形クラッド層
の上に堆積する。ここでは、単層または単一もしくは多
重量子井戸構造から成る発光層上の、発光を取り出す方
向に配置したクラッド層を、上部クラッド層と称する。
また、窓層を成すｎ形酸化亜鉛層とのオーミック接触を
果たす関係上、上部クラッド層はｎ形の（Ａｌ_αＧａ_1-
α）_0.5Ｉｎ_0.5Ｐ（０≦α≦１）から構成されるものと
する。この様に上部クラッド層上に、従来の如く禁止帯
幅の小さな材料から成るコンタクト層を介さずに窓層を
設ければ、発光の吸収が回避でき高輝度の発光を得るこ
とができる。In the present invention, the above-mentioned n-type polycrystalline zinc oxide window layer is deposited on the n-type cladding layer, which is a constituent layer of the DH structure light emitting portion. Here, the cladding layer disposed on the light emitting layer having a single layer or a single or multiple quantum well structure in the direction in which light is emitted is referred to as an upper cladding layer.
In addition, the upper cladding layer has an n-type (Al _α Ga _{1−) because} of its ohmic contact with the n-type zinc oxide layer forming the window layer.
_α ) _0.5 In _0.5 P (0 ≦ α ≦ 1). If a window layer is provided on the upper cladding layer without using a contact layer made of a material having a small band gap as in the related art, absorption of light emission can be avoided and light emission of high luminance can be obtained.

【００１７】従来のように、酸化物結晶とのオーミック
接触を得るためのコンタクト層を配置しなくても、ｎ形
クラッド層をキャリア濃度を相違する２つの層を有する
ように構成し、その内、高いキャリア濃度層上に、ｎ形
酸化亜鉛窓層を形成すればｎ形クラッド層間でのオーミ
ック接合は充分に達成できる。低抵抗のオーミック接触
を形成するために、高キャリア濃度層のｎ形キャリア濃
度は、少なくとも約１×１０¹⁸ｃｍ^-3以上は必要であ
り、５×１０¹⁸ｃｍ^-3以上であるのが望ましい。一般的
には３×１０¹⁹ｃｍ^-3を越える高キャリア濃度とすると
表面の平坦性が乱され、良好なオーミック接触が安定し
て得られ難くなる。この様な高キャリア濃度のｎ形（Ａ
ｌ_αＧａ_{1- α}）_0.5Ｉｎ_0.5Ｐ（０≦α≦１）層を形成す
る際のｎ形不純物としては、元素周期律の第ＩＶ族に属
する珪素（Ｓｉ）等よりも、第ＶＩ族に属するセレン
（Ｓｅ）やテルル（Ｔｅ）が好ましい。Unlike the prior art, the n-type cladding layer is configured to have two layers having different carrier concentrations without arranging a contact layer for obtaining ohmic contact with the oxide crystal. If an n-type zinc oxide window layer is formed on a high carrier concentration layer, ohmic junction between the n-type cladding layers can be sufficiently achieved. In order to form a low-resistance ohmic contact, the n-type carrier concentration of the high carrier concentration layer needs to be at least about 1 × 10 ¹⁸ cm ⁻³ , and preferably 5 × 10 ¹⁸ cm ⁻³ or more. . Generally, when the carrier concentration is higher than 3 × 10 ¹⁹ cm ⁻³ , the flatness of the surface is disturbed, and it becomes difficult to obtain good ohmic contact stably. The n-type (A
The _{l α Ga 1- α) 0.5 In} 0.5 P (0 ≦ α ≦ 1) layer n-type impurity for forming the, than such as silicon belonging to the group IV of the periodic table (Si), group VI Selenium (Se) and tellurium (Te) are preferred.

【００１８】また、ｎ形クラッド層に含まれる低いキャ
リヤ濃度の層を、（Ａｌ_αＧａ_{1- α}）_0.5Ｉｎ_0.5Ｐ（０
≦α≦１）発光層側に設ける。発光層側にｎ形不純物を
多量にドーピングした高キャリア濃度層を設けると、多
量に存在するｎ形不純物が発光層内へと侵入し発光層の
伝導形或いはキャリア濃度または発光層と上部クラッド
層との接合界面の組成の急峻性を悪化させ、発光特性を
劣悪なものとするからである。低キャリア濃度層のｎ形
キャリア濃度は、１×１０¹⁷ｃｍ^-3以上で５×１０¹⁸ｃ
ｍ^-3未満であるのが好ましい。このキャリア濃度は第Ｖ
Ｉ族不純物のドーピングにより達成できるが、発光層へ
のｎ形不純物の拡散を抑制する観点から、より熱拡散し
にくい第ＩＶ族不純物である珪素（Ｓｉ）を用いること
が好ましい。Further, the layer having a low carrier concentration contained in the n-type cladding layer is formed of (Al _α Ga _{1- α} ) _0.5 In _0.5 P (0
≦ α ≦ 1) Provided on the light emitting layer side. If a high carrier concentration layer heavily doped with n-type impurities is provided on the light-emitting layer side, a large amount of n-type impurities penetrate into the light-emitting layer and the conduction type or carrier concentration of the light-emitting layer or the light-emitting layer and the upper cladding layer This is because the steepness of the composition at the junction interface with the compound is deteriorated, and the light emission characteristics are deteriorated. The n-type carrier concentration of the low carrier concentration layer is 5 × 10 ¹⁸ c at 1 × 10 ¹⁷ cm ⁻³ or more.
Preferably it is less than m ^-3 . This carrier concentration is
Although it can be achieved by doping with a group I impurity, it is preferable to use silicon (Si) which is a group IV impurity that is less likely to thermally diffuse from the viewpoint of suppressing the diffusion of the n-type impurity into the light emitting layer.

【００１９】高キャリア濃度層の層厚としては５ｎｍ以
上であれば充分である。５ｎｍ未満では膜を形成するの
が困難で、ｎ形酸化亜鉛窓層との良好なオーミック接触
特性が得られない。層厚が５００ｎｍを越えると、層内
に含まれる第ＶＩ族元素の総量が増加することとなり、
多量の第ＶＩ族不純物が発光層内へと侵入し、発光層の
特性を劣化させる要因となる。一方、低キャリア濃度層
の層厚は、発光層内部へ侵入する高キャリア濃度層内に
含まれるｎ形不純物の量を抑制するための層でもある。
そのため、ＭＯ−ＶＰＥ法によりｎ形クラッド層を成膜
する温度が約７００℃前後であるのを考慮すると、低キ
ャリヤ濃度層の層厚は約０．５μｍを越える厚さとする
のが好ましい。また、発光層に拡散する高キャリア濃度
層内のｎ形不純物の量は、低キャリア濃度層の層厚が大
きいほど、減少できる。厚さの上限については、例えば
１０μｍでも構わないが、厚膜とすると成長時間がかか
り、高温の成長温度での保持時間が増加し、ドーパント
が発光層へと拡散する機会が増え、発光層との接合界面
の組成急峻性が損なわれるなど好ましくない。It is sufficient that the thickness of the high carrier concentration layer is 5 nm or more. If it is less than 5 nm, it is difficult to form a film, and good ohmic contact characteristics with the n-type zinc oxide window layer cannot be obtained. When the layer thickness exceeds 500 nm, the total amount of Group VI elements contained in the layer increases,
A large amount of Group VI impurities penetrate into the light-emitting layer and cause deterioration of the characteristics of the light-emitting layer. On the other hand, the layer thickness of the low carrier concentration layer is also a layer for suppressing the amount of n-type impurities contained in the high carrier concentration layer penetrating into the light emitting layer.
Therefore, considering that the temperature for forming the n-type cladding layer by the MO-VPE method is about 700 ° C., it is preferable that the low carrier concentration layer has a thickness exceeding about 0.5 μm. Further, the amount of the n-type impurity in the high carrier concentration layer that diffuses into the light emitting layer can be reduced as the thickness of the low carrier concentration layer increases. The upper limit of the thickness may be, for example, 10 μm. However, when a thick film is used, it takes a long time to grow, the holding time at a high growth temperature increases, the opportunity for the dopant to diffuse into the light emitting layer increases, and the thickness of the light emitting layer increases. This is not preferable because the sharpness of the composition at the bonding interface is deteriorated.

【００２０】[0020]

【実施例】（実施例１）以下、本発明を実施例を基に詳
細に説明する。図１は本実施例に係わる発光素子１０の
平面模式図である。また、図２は、図１に示す発光素子
１０の破線Ａ−Ａ’に沿った断面構造を示す模式図であ
る。EXAMPLES (Example 1) Hereinafter, the present invention will be described in detail based on examples. FIG. 1 is a schematic plan view of a light emitting device 10 according to the present embodiment. FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a cross-sectional structure of the light-emitting element 10 illustrated in FIG. 1 along a broken line AA ′.

【００２１】短波長可視発光素子１０を、亜鉛（Ｚｎ）
ドープｐ形（００１）−ＧａＡｓ単結晶基板１０１上
に、減圧ＭＯ−ＶＰＥ法により順次積層した、Ｚｎドー
プｐ形ＧａＡｓ緩衝層１０２、Ｚｎドープｐ形（Ａｌ
_0.7Ｇａ_0.3）_0.5Ｉｎ_0.5Ｐから成る下部クラッド層１０
４、アンドープのｎ形（Ａｌ_0.2Ｇａ_0.8）_0.5Ｉｎ_0.5Ｐ
混晶から成る発光層１０５、及びｎ形（Ａｌ_0.7Ｇ
ａ_0.3）_0.5Ｉｎ_0.5Ｐから成る上部クラッド層１０６か
ら作製した。トリメチルアルミニウム（（ＣＨ₃）₃Ａ
ｌ）、トリメチルガリウム（（ＣＨ₃）₃Ｇａ）及びトリ
メチルインジウム（（ＣＨ₃）₃Ｉｎ）をＩＩＩ族構成元
素の原料とし、ジエチル亜鉛（（Ｃ₂Ｈ₅）₂Ｚｎ）を亜
鉛のドーピング源とした。下部クラッド層１０４はキャ
リア濃度を約３×１０ ¹⁸ｃｍ^-3に、成膜温度は７３０
℃、層厚は約４３０ｎｍとした。また、発光層の１０５
の成膜温度は７３０℃、層厚は約１２ｎｍとし、キャリ
ア濃度は約５×１０¹⁶ｃｍ^-3とした。The short-wavelength visible light emitting device 10 is made of zinc (Zn).
On doped p-type (001) -GaAs single crystal substrate 101
And Zn dough layers sequentially laminated by a reduced pressure MO-VPE method.
P-type GaAs buffer layer 102, Zn-doped p-type (Al
_0.7Ga_0.3)_0.5In_0.5Lower cladding layer 10 made of P
4. Undoped n-type (Al_0.2Ga_0.8)_0.5In_0.5P
A light-emitting layer 105 composed of a mixed crystal and an n-type (Al_0.7G
a_0.3)_0.5In_0.5Upper cladding layer 106 composed of P
Produced. Trimethylaluminum ((CH_Three)_ThreeA
l), trimethylgallium ((CH_Three)_ThreeGa) and birds
Methyl indium ((CH_Three)_ThreeIn) is a group III constituent
Diethyl zinc ((C_TwoH_Five)_TwoZn)
A lead doping source. The lower cladding layer 104 is
Rear concentration about 3 × 10 ¹⁸cm^-3And the deposition temperature is 730
° C, and the layer thickness was about 430 nm. The light emitting layer 105
The film formation temperature was 730 ° C and the layer thickness was about 12 nm.
A concentration is about 5 × 10¹⁶cm^-3And

【００２２】上部クラッド層１０６は、キャリア濃度を
７×１０¹⁷ｃｍ^-3とするＳｉドープ低キャリア濃度層１
０６ａと、キャリア濃度を２×１０¹⁹ｃｍ^-3とするＳｅ
ドープ高キャリア濃度層１０６ｂとから構成した。低キ
ャリヤ濃度層の層厚は約１μｍ、高キャリヤ濃度層の層
厚は約５０ｎｍとした。The upper cladding layer 106 is a Si-doped low carrier concentration layer 1 having a carrier concentration of 7 × 10 ¹⁷ cm ^-3.
06a and Se having a carrier concentration of 2 × 10 ¹⁹ cm ^−3.
And a doped high carrier concentration layer 106b. The layer thickness of the low carrier concentration layer was about 1 μm, and the layer thickness of the high carrier concentration layer was about 50 nm.

【００２３】上部クラッド層１０６の上には、一般的な
高周波スパッタリング法によりＡｌドープのＺｎＯから
成る窓層１０７を被着させた。窓層１０７は室温での比
抵抗を約３×１０^-4Ω・ｃｍとするｎ形層から構成し、
層厚は約２００ｎｍとした。一般的なＸ線回折分析法に
より、窓層１０７を成す酸化亜鉛の配向性は、＜０００
１＞方向（Ｃ軸）であること、並びに多結晶であること
が示された。A window layer 107 made of Al-doped ZnO was deposited on the upper cladding layer 106 by a general high frequency sputtering method. The window layer 107 is an n-type layer having a specific resistance at room temperature of about 3 × 10 ⁻⁴ Ω · cm.
The layer thickness was about 200 nm. According to a general X-ray diffraction analysis, the orientation of zinc oxide forming the window layer 107 is <000.
1> direction (C axis), and polycrystalline.

【００２４】酸化亜鉛窓層１０７上には、Ａｌから成る
直径が約１２０μｍの円形のｎ形電極１０８を一般的な
フォトリソグラフィー技術を利用して設けた。ＧａＡｓ
基板１０１の裏面の全面には金・亜鉛合金（Ａｕ９８重
量％−Ｚｎ２重量％合金）を真空蒸着した後、４２０℃
で２分間合金化（アロイ）処理を施してｐ形オーミック
電極１０９となした。然る後、一辺を約３５０μｍとす
る略正方形の個別のチップに裁断し発光素子１０となし
た。On the zinc oxide window layer 107, a circular n-type electrode 108 made of Al and having a diameter of about 120 μm is provided by using a general photolithography technique. GaAs
After vacuum-depositing a gold-zinc alloy (Au 98% by weight-Zn 2% by weight alloy) on the entire back surface of the substrate 101, the temperature is 420 ° C.
For 2 minutes to form a p-type ohmic electrode 109. Thereafter, each chip was cut into substantially square individual chips each having a length of about 350 μm, thereby forming the light emitting element 10.

【００２５】ｎ形電極１０８及びｐ形オーミック電極１
０９間に順方向に２０ミリアンペア（ｍＡ）の電流を通
流したところ、酸化亜鉛窓層１０７の略全面からほぼ均
等な赤橙色の発光が得られた。分光器により測定された
発光波長は約６２０ｎｍであった。また、発光スペクト
ルの半値幅は約１７ｎｍであり、単色性に優れた発光が
得られた。順方向電圧（＠２０ｍＡ）は約１．９ボルト
（Ｖ）となった。また、発光強度は約６０ミリカンデラ
（ｍｃｄ）に到達した。N-type electrode 108 and p-type ohmic electrode 1
When a current of 20 milliamperes (mA) was passed in the forward direction during the period 09, substantially uniform red-orange light emission was obtained from almost the entire surface of the zinc oxide window layer 107. The emission wavelength measured by the spectrometer was about 620 nm. The half width of the emission spectrum was about 17 nm, and light emission having excellent monochromaticity was obtained. The forward voltage (＠ 20 mA) was about 1.9 volts (V). Further, the light emission intensity reached about 60 millicandela (mcd).

【００２６】（実施例２）本実施例では、ブラッグ（Ｂ
ｒａｇｇ）反射層を具備した（ＡｌＧａ）ＩｎＰ発光素
子を構成する場合を例にして、本発明を詳細に説明す
る。図３は、本実施例に係わる発光素子３０の断面模式
図である。(Embodiment 2) In this embodiment, Bragg (B
The present invention will be described in detail by taking, as an example, a case where a (AlGa) InP light emitting device having a reflective layer is provided. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the light emitting device 30 according to the present embodiment.

【００２７】＜０１１＞方向に４゜傾斜した、Ｚｎドー
プ（１００）ｐ形ＧａＡｓ基板１０１上に、トリメチル
アルミニウム（（ＣＨ₃）₃Ａｌ）、トリメチルガリウム
（（ＣＨ₃）₃Ｇａ）及びトリメチルインジウム（（ＣＨ
₃）₃Ｉｎ）をＩＩＩ族構成元素の原料とする、一般的な
減圧ＭＯ−ＶＰＥ法により、マグネシウム（Ｍｇ）ドー
プｐ形ＧａＡｓ緩衝層１０２を積層した。次に、ブラッ
グ反射層１０３、Ｍｇドープｐ形（Ａｌ_0.7Ｇａ_0.3）
_0.5Ｉｎ_0.5Ｐから成る下部クラッド層１０４、アンドー
プのｎ形（Ａｌ_0.2Ｇａ_0.8）_0.5Ｉｎ_0.5Ｐ混晶から成る
発光層１０５、及びｎ形（Ａｌ_0.7Ｇａ_0.3）_0.5Ｉｎ_0.5
Ｐから成る上部クラッド層１０６を積層させた。ブラッ
グ反射層１０３は、Ａｌ組成比を０．４５とするＭｇド
ープｎ形Ａｌ_0.45Ｇａ_0.55Ａｓ層１０３ａと、Ａｌ組成
比を０．９０とするＭｇドープｎ形Ａｌ_0.45Ｇａ_0.55Ａ
ｓ層１０３ｂとを５周期、重層して構成した。Ａｌ_0.45
Ｇａ _0.55Ａｓ層１０３ａの層厚は約４２ｎｍであり、ま
た、Ａｌ_0.45Ｇａ_0.55Ａｓ層１０３ｂの層厚は約４９ｎ
ｍとした。Zn dope inclined at 4 ° in the <011> direction
(100) p-type GaAs substrate 101, trimethyl
Aluminum ((CH_Three)_ThreeAl), trimethylgallium
((CH_Three)_ThreeGa) and trimethylindium ((CH
_Three)_ThreeIn) as a raw material of a group III constituent element,
Magnesium (Mg) dope by reduced pressure MO-VPE method
A p-type GaAs buffer layer 102 was laminated. Next,
Reflection layer 103, Mg-doped p-type (Al_0.7Ga_0.3)
_0.5In_0.5Lower cladding layer 104 of P
N type (Al_0.2Ga_0.8)_0.5In_0.5Consisting of P mixed crystal
A light-emitting layer 105 and an n-type (Al_0.7Ga_0.3)_0.5In_0.5
An upper cladding layer 106 made of P was laminated. Black
Reflection layer 103 is made of Mg doped with an Al composition ratio of 0.45.
N-type Al_0.45Ga_0.55As layer 103a and Al composition
Mg-doped n-type Al with a ratio of 0.90_0.45Ga_0.55A
The s layer 103b was formed by layering for five periods. Al_0.45
Ga _0.55The thickness of the As layer 103a is about 42 nm.
Al_0.45Ga_0.55The thickness of the As layer 103b is about 49n.
m.

【００２８】ｐ形ＧａＡｓ緩衝層１０２の層厚は約０．
２μｍとし、キャリア濃度は約３×１０¹⁸ｃｍ^-3とし
た。ブラッグ反射層１０３の構成層１０３ａ、１０３ｂ
のキャリア濃度は双方共に約１×１０¹⁸ｃｍ^-3とした。
下部クラッド層１０４の層厚は約０．８μｍとし、キャ
リア濃度は約３×１０¹⁸ｃｍ^-3とした。発光層の１０５
の層厚は約１０ｎｍとし、キャリア濃度は約８×１０¹⁶
ｃｍ^-3とした。The layer thickness of the p-type GaAs buffer layer 102 is about 0.5.
The carrier concentration was about 3 × 10 ¹⁸ cm ⁻³ . Constituent layers 103a and 103b of Bragg reflective layer 103
Were set to about 1 × 10 ¹⁸ cm ⁻³ in both cases.
The thickness of the lower cladding layer 104 was about 0.8 μm, and the carrier concentration was about 3 × 10 ¹⁸ cm ⁻³ . Light emitting layer 105
Is about 10 nm, and the carrier concentration is about 8 × 10 ¹⁶
cm ^-3 .

【００２９】上部クラッド層１０６は、低及び高キャリ
ア濃度の２層から構成した。発光層１０５に接合させて
配置した低キャリア濃度層１０６ａは、キャリア濃度を
約６×１０¹⁷ｃｍ^-3とし、層厚を約１．７μｍとするＳ
ｉドープｎ形（Ａｌ_0.7Ｇａ_{0 .3}）_0.5Ｉｎ_0.5Ｐから構成
した。高キャリア濃度層１０６ａは、Ｓｅを高濃度にド
ーピングした、キャリア濃度を約１×１０¹⁹ｃｍ^-3と
し、層厚を約１００ｎｍとするｎ形（Ａｌ_0.7Ｇａ_0.3）
_0.5Ｉｎ_0.5Ｐから構成した。The upper cladding layer 106 was composed of two layers having low and high carrier concentrations. The low carrier concentration layer 106a, which is bonded to the light emitting layer 105, has a carrier concentration of about 6 × 10 ¹⁷ cm ⁻³ and a layer thickness of about 1.7 μm.
i-doped n-type (Al _0.7 Ga _{0 .3)} consisted _0.5 In _0.5 P. The high carrier concentration layer 106a is an n-type (Al _0.7 Ga _0.3 ) doped with Se at a high concentration, having a carrier concentration of about 1 × 10 ¹⁹ cm ⁻³ and a layer thickness of about 100 nm.
_It was composed of _0.5 In _0.5 P.

【００３０】高キャリア濃度層１０６上には、Ａｌを重
量含有率にして３重量％及びＧａを０．５重量％含む酸
化亜鉛から成る固形成型材料（ペレット）を原料とし
て、電子ビーム真空蒸着法により酸化亜鉛窓層１０７を
形成した。窓層１０７を構成するｎ形酸化亜鉛の比抵抗
はホール効果測定法によれば約４×１０^-4Ω・ｃｍであ
り、層厚は約１５０ｎｍとした。電子線回折解析法によ
る回折パターンから、酸化亜鉛層はｃ軸方向に配向した
多結晶であるのが確認された。On the high carrier concentration layer 106, a solid molding material (pellet) made of zinc oxide containing 3% by weight of Al and 0.5% by weight of Ga is used as a raw material to form an electron beam vacuum evaporation method. Thus, a zinc oxide window layer 107 was formed. According to the Hall effect measurement method, the specific resistance of the n-type zinc oxide constituting the window layer 107 was about 4 × 10 ⁻⁴ Ω · cm, and the layer thickness was about 150 nm. From the diffraction pattern obtained by the electron diffraction analysis, it was confirmed that the zinc oxide layer was a polycrystal oriented in the c-axis direction.

【００３１】実施例１の記載と同様にｎ形電極１０８及
びｐ形オーミック電極１０９を形成して発光素子３０を
作製した。順方向に素子動作電流を通流したところ、波
長を約６２０ｎｍとする赤橙色の発光が酸化亜鉛窓層１
０７の略全面から得られた。また、発光スペクトルの半
値幅（ＦＷＨＭ）は約１８ｎｍであり、単色性に優れる
発光がもたらされた。電流を２０ｍＡとした際の順方向
電圧は約２Ｖであった。発光強度は約９０ｍｃｄに達し
た。A light emitting device 30 was manufactured by forming an n-type electrode 108 and a p-type ohmic electrode 109 in the same manner as described in Example 1. When the element operating current was passed in the forward direction, red-orange light having a wavelength of about 620 nm was emitted from the zinc oxide window layer 1.
07 from almost the entire surface. Further, the full width at half maximum (FWHM) of the emission spectrum was about 18 nm, and light emission excellent in monochromaticity was provided. The forward voltage when the current was 20 mA was about 2 V. The emission intensity reached about 90 mcd.

【００３２】[0032]

【発明の効果】本発明により、高輝度のＡｌＧａＩｎＰ
発光素子を得ることができる。According to the present invention, high brightness AlGaInP
A light-emitting element can be obtained.

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

【図１】実施例１に記載の発光素子の平面模式図であ
る。FIG. 1 is a schematic plan view of a light emitting device described in Example 1.

【図２】実施例１に記載の発光素子の断面模式図であ
る。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the light emitting device described in Example 1.

【図３】実施例２に記載の発光素子の平面模式図であ
る。FIG. 3 is a schematic plan view of a light emitting device described in Example 2.

【図４】透明な導電性酸化物膜を具備した従来のＡｌＧ
ａＩｎＰ発光素子の断面模式図である。FIG. 4 shows a conventional AlG having a transparent conductive oxide film.
It is a cross section of an aInP light emitting element.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１０ ＡｌＧａＩｎＰ発光素子 ３０ ＡｌＧａＩｎＰ発光素子 ２０ 積層構造体 ５１ コンタクト層 ５２ 透明導電性酸化物膜 ５３ 上部電極 ５４ 下部電極 １０１ ＧａＡｓ単結晶基板 １０２ ＧａＡｓ緩衝層 １０３ ブラッグ反射層 １０３ａ ブラッグ反射構成層 １０３ｂ ブラッグ反射構成層 １０４ 下部クラッド層 １０５ 発光層 １０６ 上部クラッド層 １０６ａ 低キャリア濃度層 １０６ｂ 高キャリア濃度層 １０７ ｎ形酸化亜鉛窓層 １０８ ｎ形電極 １０９ ｐ形オーミック電極 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 AlGaInP light emitting element 30 AlGaInP light emitting element 20 Laminated structure 51 Contact layer 52 Transparent conductive oxide film 53 Upper electrode 54 Lower electrode 101 GaAs single crystal substrate 102 GaAs buffer layer 103 Bragg reflection layer 103a Bragg reflection layer 103b Bragg reflection layer Layer 104 Lower cladding layer 105 Light emitting layer 106 Upper cladding layer 106a Low carrier concentration layer 106b High carrier concentration layer 107 n-type zinc oxide window layer 108 n-type electrode 109 p-type ohmic electrode

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹内 良一 埼玉県秩父市大字下影森1505番地 昭和電 工株式会社秩父工場内 Ｆターム(参考） 5F041 AA04 AA11 CA04 CA23 CA34 CA35 CA41 CA64 CA82 CA88 CA98 CB36 5F073 AB17 CA14 CB02 CB07 DA05 EA24  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Ryoichi Takeuchi 1505 Shimokagemori, Chichibu-shi, Saitama F-term in Chichibu Plant, Showa Denko KK 5F041 AA04 AA11 CA04 CA23 CA34 CA35 CA41 CA64 CA82 CA88 CA98 CB36 5F073 AB17 CA14 CB02 CB07 DA05 EA24

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】ＧａＡｓ単結晶基板上に、それぞれ（Ａｌ
_αＧａ_{1- α}）_XＩｎ_1-XＰ（０≦α≦１、０＜Ｘ＜１）か
らなるｐ形クラッド層、発光層、及びｎ形クラッド層を
有し、さらにその上に多結晶体の酸化亜鉛からなる窓層
を有することを特徴とする発光素子。(1) Each of (Al) is formed on a GaAs single crystal substrate.
_{It has} a p-type cladding layer, a light-emitting layer, and an n-type cladding layer composed of _α Ga _{1- α} ) _X In _1-X P (0 ≦ α ≦ 1, 0 <X <1), and further has a polycrystalline structure thereon. A light emitting device having a window layer made of zinc oxide. 【請求項２】Ｉｎの混晶比（１−Ｘ）が、０．５である
ことを特徴とする請求項１記載の発光素子。2. The light emitting device according to claim 1, wherein a mixed crystal ratio (1-X) of In is 0.5. 【請求項３】酸化亜鉛が、六方晶ウルツ鉱型結晶で、主
にｃ軸方向に配向していることを特徴とする請求項１ま
たは２記載の発光素子。3. The light emitting device according to claim 1, wherein the zinc oxide is a hexagonal wurtzite crystal and is mainly oriented in the c-axis direction. 【請求項４】酸化亜鉛が、第ＩＩＩ族元素が添加され、
ｎ形の伝導性を有することを特徴とする請求項１〜３の
いずれか１項に記載の発光素子。4. A method according to claim 1, wherein the zinc oxide comprises a Group III element,
The light emitting device according to claim 1, wherein the light emitting device has n-type conductivity. 【請求項５】第ＩＩＩ族元素が、硼素、アルミニウム、
ガリウム、インジウムから選ばれた一種類以上の元素で
あることを特徴とする請求項４記載の発光素子。5. The method according to claim 1, wherein the group III element is boron, aluminum,
The light emitting device according to claim 4, wherein the light emitting device is at least one element selected from gallium and indium. 【請求項６】ｎ形クラッド層が、キャリヤ濃度を相違す
る２層を含み、キャリヤ濃度の低い方の層が発光層側に
あり（Ａ１層とし、キャリヤ濃度をＮ１とする）、キャ
リヤ濃度の高い方の層が窓層側にある（Ａ２層とし、キ
ャリヤ濃度をＮ２とする）ことを特徴とする請求項１〜
５のいずれか１項に記載の発光素子。6. The n-type cladding layer includes two layers having different carrier densities, and a layer having a lower carrier concentration is on the light emitting layer side (referred to as an A1 layer and a carrier concentration as N1). 4. The method according to claim 1, wherein the higher layer is on the window layer side (A2 layer and carrier concentration is N2).
6. The light-emitting device according to any one of 5. 【請求項７】Ｎ１が１×１０¹⁷ｃｍ^-3以上で５×１０¹⁸
ｃｍ^-3未満であり、Ｎ２が５×１０¹⁸ｃｍ^-3以上で３×
１０¹⁹ｃｍ^-3以下であることを特徴とする請求項６に記
載の発光素子。7. When N1 is not less than 1 × 10 ¹⁷ cm ^-3 and 5 × 10 ^18.
cm ⁻³ , and ³ × when N2 is 5 × 10 ¹⁸ cm ⁻³ or more.
The light emitting device according to claim 6, wherein the light emitting device has a size of 10 ¹⁹ cm ^-3 or less. 【請求項８】Ａ２層が、層厚５ｎｍ以上で５００ｎｍ以
下であることを特徴とする請求項６または７に記載の発
光素子。8. The light emitting device according to claim 6, wherein the A2 layer has a thickness of 5 nm or more and 500 nm or less. 【請求項９】Ａ１層のドーパントが珪素であり、Ａ２層
のドーパントが第ＶＩ族元素であることを特徴とする請
求項６〜８のいずれか１項に記載の発光素子。9. The light emitting device according to claim 6, wherein the dopant in the A1 layer is silicon, and the dopant in the A2 layer is a Group VI element. 【請求項１０】第ＶＩ族元素が、セレンまたはテルルで
あることを特徴とする請求項９に記載の発光素子。10. The light emitting device according to claim 9, wherein the Group VI element is selenium or tellurium.