JP2004047662A

JP2004047662A - 半導体発光素子

Info

Publication number: JP2004047662A
Application number: JP2002202069A
Authority: JP
Inventors: Yukio Shakuda; 尺田　幸男; Yukio Matsumoto; 松本　幸生; Nobuaki Oguro; 小黒　伸顕
Original assignee: Rohm Co Ltd
Current assignee: Rohm Co Ltd
Priority date: 2002-07-11
Filing date: 2002-07-11
Publication date: 2004-02-12
Also published as: US7154127B2; US20040065891A1; US6855962B2; US20050139853A1

Abstract

【課題】発光層形成部で発光する光を有効に外に取り出し、入力に対する輝度を改善することができる構造の半導体発光素子を提供する。
【解決手段】半導体基板１上に、少なくともｎ形層２とｐ形層４とを有する発光層形成部１１を含む半導体積層部１２が設けられ、その表面に電流阻止層７が部分的に、さらに電流拡散用電極８が全面に設けられ、その上にボンディング用電極９が設けられている。半導体積層部１２および電流拡散用電極８は、複数個の発光ユニット部Ａと電極パッド部Ｂと、電極パッド部Ｂと発光ユニット部Ａの間、または発光ユニット部Ａの２個の間を連結する連結部Ｃとに分割され、各発光ユニット部Ａの間隙部は、連結部Ｃを除いて半導体積層部１２がエッチングにより除去されている。ボンディング用電極９は電極パッド部Ｂに設けられ、その下の発光層形成部１１では非発光になるように形成されている。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体層が積層されて発光層を形成する発光層形成部で発光する光をできるだけ発光素子チップ（以下、ＬＥＤチップともいう）から取り出し、同じ入力に対して輝度を向上させることができる構造の半導体発光素子に関する。さらに詳しくは、発光部の側面から有効に光を取り出し、発光する光の外部への光取出し効率を向上させ得る構造の半導体発光素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
たとえばＩｎ_０．４９（Ｇａ_１−ｚＡｌ_ｚ）_０．５１Ｐ系化合物半導体を用いた従来の可視光半導体発光素子は、たとえば図４に示されるような構造になっている。すなわち、図４において、ｎ形ＧａＡｓからなる半導体基板２１上に、たとえばｎ形のＩｎＧａＡｌＰ系の半導体材料からなるｎ形クラッド層２２、クラッド層よりバンドギャップエネルギーが小さくなる組成のＩｎＧａＡｌＰ系の半導体材料からなる活性層２３、ｐ形のＩｎＧａＡｌＰ系の半導体材料からなるｐ形クラッド層２４がそれぞれエピタキシャル成長され、ダブルヘテロ構造の発光層形成部２９が形成されている。さらにその表面にＡｌＧａＡｓ系化合物半導体からなるｐ形のウインドウ層（電流拡散層）２５が設けられている。そして、その表面の中央部にＧａＡｓからなるコンタクト層２６を介してｐ側電極２７および半導体基板の裏面にｎ側電極２８が形成されている。
【０００３】
ウインドウ層２５は、側面から光を取り出しやすくすると共に、電流を拡散してチップの全面に広げ、チップ全面の発光層形成部で発光しやすくする、という２つの機能を果たすために用いられており、光の吸収が小さく、かつキャリア濃度の大きい半導体層として形成されている。
【０００４】
この種の半導体発光素子では、表面側に設けられるｐ側電極２７に向かう光は、その電極２７により遮られて表面側に光を取り出すことができない。そのため、その無駄をなくするため、図５に３１で示されるように、ｐ側電極２７の下部に当る半導体層中のいずれかに、その付近の半導体層の導電形と反対の導電形の半導体層または絶縁層を介在させることにより、ｐ側電極２７の真下への電流を抑制して真下での発光を避ける構造のものも知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前述のように、積層された半導体層の表面側から光を取り出す従来の半導体発光素子では、その表面側に設けられる電極による光の遮断により、せっかく内部で発光する光を充分に取り出すことができない。この表面側の電極は、ワイヤボンディングなどによるボンディング面積が必要であり、チップ面積が２００〜３００μｍ四方程度の大きさに対して、８０〜１００μｍφ程度は必要であり、大部分の面積が電極により遮断されて、外部への光の取り出し効率が低下するという問題がある。
【０００６】
また、前述の図５に示されるように、上部電極（ｐ側電極）の下に電流阻止層を設けて、電流が流れないようにしても、その下の活性層部分へ電流は流れ込んで発光すると共に、たとえ発光を阻止できたとしてもその周囲で発光する光を発光しない部分の活性層が光を吸収することになり、上部電極の下で発光している部分を有効に利用することができないという問題がある。
【０００７】
さらに、チップの側壁から光を取り出そうとしても、側壁は矩形状チップの周囲だけであり、発光する領域は、電流注入が阻止される領域がある場合にはその領域を除く、側壁と直角な活性層のチップ面積のほぼ全面であり、チップの中心部など内部で発光する光は半導体層での吸収などにより効率的に外部に取り出すこともできない。
【０００８】
本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、発光層形成部で発光する光を有効に外に取り出し、入力に対する輝度を改善することができる構造の半導体発光素子を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明による半導体発光素子は、半導体基板と、該半導体基板の上に設けられ、少なくともｎ形層とｐ形層とを有する発光層形成部を含む半導体積層部と、該半導体積層部上に設けられ、透光性および導電性を有する電流拡散用電極と、該電流拡散用電極上の一部に設けられるボンディング用電極と、前記半導体基板側に設けられる電極とを有し、前記半導体積層部および電流拡散用電極が複数個の発光ユニット部と、電極パッド部と、該電極パッド部と前記発光ユニット部の間または前記発光ユニット部の２個の間を連結する連結部とに分割され、前記ボンディング用電極は該電極パッド部に設けられ、該電極パッド部の下の前記発光層形成部が非発光になるように形成されている。
【００１０】
電流拡散用電極としては、たとえばＡｕ−Ｇｅや、Ａｕ−Ｎｉなどの合金層を２〜２００ｎｍ程度の厚さに形成したり、ＩＴＯ膜を利用することができる。また、発光層形成部を非発光にするとは、たとえば電流拡散用電極と半導体基板裏面の電極との間に絶縁層または前後の半導体の導電形と異なる導電形の半導体層などからなる電流阻止層を挿入し、電流を流れにくくすることにより非発光とすることができる。
【００１１】
発光ユニットの大きさは、平面形状が円形であればその直径が、矩形または楕円形であれば長い一辺または長径が、半導体積層部の高さの６倍以下になるように形成されれば、中心部で発光した光でも外部に出やすいため好ましい。また、複数の発光ユニットの間隔が、半導体積層部の高さの２倍以上に形成されることにより、外に出た光が相互に干渉して打ち消し合うことなく利用することができるため、輝度を向上させることができる。
【００１２】
この構造にすることにより、発光部ユニットと電極パッド部とが分離して形成されており、しかも電極パッド部は非発光となるように形成されているため、電流を無駄にすることがなく、しかも発光ユニット部で発光した光が電極パッド部などの非発光部分で吸収されることもなく、さらに、発光ユニット部が複数個に分散して設けられているため、各発光ユニット部で発光した光が横方向で相互に打ち消し合うことなく、直ちに側壁から外に出やすく、有効に利用しやすい。その結果、入力電力に対して、有効に利用し得る光の輝度を非常に大きくすることができ、発光効率を格段に向上させることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
つぎに、本発明による半導体発光素子について、図面を参照しながら説明をする。本発明による半導体発光素子は、図１（ａ）〜（ｂ）にその一実施形態の斜視および（ａ）のＢ−Ｂ断面の説明図が示されるように、半導体基板１の上に、少なくともｎ形層２とｐ形層４とを有する発光層形成部１１を含む半導体積層部１２が設けられている。半導体積層部１２上には、電流阻止層７が部分的に、さらにその表面全体に透光性および電気伝導性を有する電流拡散用電極８が設けられ、その電流拡散用電極８上の一部に一対の一方の電極とするボンディング用電極９が、半導体基板の裏面に他方の電極１０がそれぞれ設けられている。
【００１４】
前述の半導体積層部１２および電流拡散用電極８は、複数個の発光ユニット部Ａと電極パッド部Ｂと、電極パッド部Ｂと発光ユニット部Ａの間または発光ユニット部Ａの２個の間を連結する連結部Ｃとに分割され、各発光ユニット部Ａの間隙部は、連結部Ｃを除いて半導体積層部１２がエッチングにより除去され、図１（ａ）に示されるように、各発光ユニット部Ａおよび電極パッド部Ｂが山状に突出し、連結部Ｃによりそれぞれが連結された構造になっている。前述のボンディング用電極９は電極パッド部Ｂに設けられ、電流阻止層７は電極パッド部Ｂおよび連結部Ｃのみに設けられ、その下の発光層形成部１１への電流が阻止されて非発光になるように形成されている。
【００１５】
すなわち、発光ユニット部Ａのみに電流が注入されるように、発光ユニット部Ａ以外の部分には電流阻止層７が設けられ、発光ユニット部Ａも複数個に分離して設けられている。この発光ユニット部Ａの表面は、光を透過しながら電流を拡散することができるように電流拡散用電極８が設けられているため、発光ユニット部Ａで発光した光は、その上面側からも取り出すことができると共に、側壁からも取り出すことができる。一方、電極パッド部Ｂは、その表面にボンディング用電極９が設けられているため、光を透過させることができないが、電極パッド部Ｂには電流阻止層７が設けられているため、発光層形成部１１への電流注入は行われず、発光をしない。また、連結部Ｃは、ボンディング用電極９に印加される電位を各発光ユニット部Ａに伝達するためのもので、図１に示される例では、この連結部Ｃでも発光しないように電流阻止層７が設けられている。このように連結部Ｃも非発光部とする場合には、その表面にボンディング用電極と同じ金属電極を形成することもできるし、電流拡散用電極８のみで形成する場合には、電流阻止層７を設けないで、この連結部Ｃも発光領域とすることもできる。
【００１６】
発光ユニット部Ａと電極パッド部Ｂと連結部Ｃとの関係は、たとえば図１（ａ）に示されるｘ、ｚがつぎの関係になるように形成される（図１は概念図で、大きさ関係は必ずしも正確ではなく、また、図１（ｂ）の半導体積層部１２は厚く書かれている）。すなわち、発光ユニット部Ａは、その内部で発光した光を表面のみならず、側壁からも外に取り出しやすくするため、その大きさ（直径ｘ）はあまり大きくない方が好ましい。本発明者らが半導体積層部１２の厚さｚと発光ユニット部Ａの直径ｘ（図２（ａ）参照）を種々変化させて鋭意検討を重ねた結果、半導体積層部１２の厚さｚに対して直径ｘを、ｚ≧ｘ／６となるように、その大きさを設定することにより、効果的に光を取り出せることを見出した。たとえば半導体積層部１２の厚さｚが３〜１０μｍ程度で、発光ユニット部Ａの直径が１０〜５０μｍ程度に形成される。
【００１７】
すなわち、半導体積層部１２の厚さｚが大きければ、発光ユニット部Ａの平面積が大きくなっても、発光ユニット部Ａで発光した光を側壁からも外に取り出しやすいが、半導体積層部１２の厚さが薄いと、発光ユニット部Ａの中心部で発光した光を外に取り出しにくく、前述のような厚さｚと発光ユニット部Ａの直径ｘとの間に一定の関係があることを見出した。
【００１８】
発光層ユニット部Ａの平面形状は、図１に示されるような円形に限定されない。平面形状が円形であれば、中心部で四方に放射される光は、どの方向に進んでも側壁にほぼ直角方向になるため、入射角を小さくすることができて、外に出やすいため好ましい。しかし、実際には発光ユニット部Ａの活性層４のあらゆる所で発光し、しかもその光は平面内のみならず、上下方向にもあらゆる方向に進むため、とくに円形に限定されないで、平面形状が長方形や正方形、楕円形など、他の種々の形状でも余り大差はない。この場合、前述の半導体積層部の厚さｚと大きさの関係は、長辺の寸法または対角線の寸法を前述のｘとして用いることにより、ほぼ前述と同様の関係を満たせば、効率的に光を取り出すことができた。
【００１９】
さらに、発光ユニット部Ａの隣接する間隔が余り狭いと、せっかく発光ユニット部Ａから外に出た光が、隣の発光ユニット部Ａから出た光と干渉して減殺されるため、ある間隔を設ける必要がある。本発明者らは、図２（ｂ）に示されるように、この発光ユニット部Ａ間の間隔ｙを種々変更して調べた結果、この間隔ｙも半導体積層部１２の厚さｚと密接な関係があり、ｙ≧２ｚにすることにより、効果的に光を取り出せることを見出した。
【００２０】
電極パッド部Ｂの電流拡散用電極８表面には、ワイヤボンディング用電極９が設けられている。すなわち、従来の半導体発光素子でも、電圧供給用の電源を接続する電極が発光素子チップの上下両面に１個づつ必要で、この電極９部分は光を透過させることができず、その下側で発光する光を有効に利用することができないという問題を有していた。しかも、チップの大きさがたとえば一辺３３０μｍ程度に対して、８０〜１００μｍφ程度とかなりの面積を占めるため、非常に無駄が多かった。本発明では、このボンディング用電極９を形成する部分を電極パッド部Ｂとして、発光ユニット部Ａから分離すると共に、この電極パッド部Ｂには完全に電流を流さないように電流阻止層７が形成されている。その結果、光を取り出しにくい部分の発光層形成部に電流を注入して発光させるという無駄をなくすると共に、発光ユニット部Ａと分離されているため、周囲の発光ユニット部Ａで発光した光が電極パッド部Ｂの活性層に入り込んで吸収されるという割合も非常に減る。
【００２１】
連結部Ｃは、ボンディング用電極９に印加された外部電源の電圧を各発光ユニット部Ａに電流拡散用電極８を介して伝達するために設けられている。図１に示される例では、この連結部Ｃにも電流阻止層７が設けられているため、電流が流れず、発光はしない構成になっている。しかし、この連結部Ｃには電流阻止層７を設けないで、連結部Ｃでも発光するような構成にすることもできる。また、連結部Ｃを発光させない場合には、ボンディング用電極９と同じ金属電極を電流拡散用電極８の上に形成することもできる。この連結部Ｃは、とくに発光させない場合には、抵抗損が少なく電圧を各発光ユニット部Ａに伝達することができればよく、その幅はできるだけ狭い方がよい。表面に金属電極膜（ボンディング用電極９と同じ金属膜）を設けるか否かによっても異なるが、５〜２０μｍ程度の幅があれば、抵抗損を殆ど生じることなく、電流を流すことができる。また、この連結部Ｃも発光させる場合には、前述のｘ以下の幅に形成すればよい。
【００２２】
半導体基板１は、ＡｌＧａＡｓやＩｎＧａＡｌＰからなる半導体積層部を成長するにはＧａＡｓが一般に用いられるが、ＧａＰなどの光を透過する材料からなる基板でもよい。また、半導体基板１は、ｐ形、ｎ形のいずれでもよく、半導体基板１上に成長させる半導体積層部１２との関係で決まる。
【００２３】
発光層形成部１１は、図１に示される例では、活性層３をそれよりバンドギャップの大きい材料からなるｎ形クラッド層２およびｐ形クラッド層４により挟持するダブルへテロ構造に形成されており、たとえば、赤色光を得るためにはＩｎＧａＡｌＰ系材料、赤外光を得るためにはＡｌＧａＡｓ系材料、が主として用いられる。この発光層形成部１１の成長は、目的とする素子の発光波長などにより必要な組成にしたり（Ａｌの組成比を変えたり、ドーパントをドーピングしたりする）、必要な厚さに成長される。
【００２４】
ここにＩｎＧａＡｌＰ系材料とは、Ｉｎ_０．４９（Ｇａ_１−ｕＡｌ_ｕ）_０．５１Ｐの形で表され、ｕの値が０と１との間で種々の値のときの材料を意味する。なお、Ｉｎと（Ａｌ_ｕＧａ_１−ｕ）の混晶比率の０．４９および０．５１はＩｎＧａＡｌＰ系材料が積層されるＧａＡｓなどの半導体基板と格子整合される比率であることを意味し、ＡｌＧａＡｓ系材料とは、Ａｌ_ｖＧａ_１−ｖＡｓの形で表され、ｖの値が０と１との間で種々の値のときの材料を意味する。
【００２５】
具体例としては、たとえば、ＩｎＧａＡｌＰ系化合物半導体からなる場合には、Ｉｎ_０．４９（Ｇａ_０．２５Ａｌ_０．７５）_０．５１Ｐからなり、Ｓｅがドープされてキャリア濃度が１×１０^１７〜１×１０^１９ｃｍ^−３程度、厚さが０．１〜２μｍ程度のｎ形クラッド層２と、Ｉｎ_０．４９（Ｇａ_０．８Ａｌ_０．２）_０．５１Ｐからなり、ノンドープで０．１〜２μｍ程度の厚さの活性層３と、Ｚｎがドープされてキャリア濃度が１×１０^１６〜１×１０^１９ｃｍ^−３程度、厚さが０．１〜２μｍ程度で、ｎ形クラッド層２と同じ組成のＩｎＧａＡｌＰ系化合物半導体からなるｐ形クラッド層４との積層構造により形成される。一方、ＡｌＧａＡｓ系化合物半導体からなる場合には、Ａｌ_０．７Ｇａ_０．３Ａｓからなり、Ｓｅがドープされてキャリア濃度が１×１０^１７〜１×１０^１９ｃｍ^−３程度、厚さが０．１〜２μｍ程度のｎ形クラッド層２と、Ａｌ_０ _．２Ｇａ_０．８Ａｓからなり、ノンドープで０．１〜２μｍ程度の厚さの活性層３と、Ｚｎがドープされてキャリア濃度が１×１０^１６〜１×１０^１９ｃｍ^−３程度、厚さが０．１〜２μｍ程度で、ｎ形クラッド層２と同じ組成のＡｌＧａＡｓ系化合物半導体からなるｐ形クラッド層４との積層構造により形成される。
【００２６】
この発光層形成部１１のｐ形クラッド層４上に、たとえばｐ形Ａｌ_ｗＧａ_１−ｗＡｓ（０．５≦ｗ≦０．８）からなるウィンドウ層５が１〜１０μｍ程度形成され、前述の発光層形成部１２と共に半導体積層部１２が形成されている。
【００２７】
半導体積層部１２上の電極パッド部Ｂおよび連結部Ｃの部分には、電流阻止層７が形成されている。電流阻止層７は、たとえばＳｉＯ_２のような絶縁層、またはｐ形ウインドウ層５上のｎ形ＡｌＧａＡｓ系化合物半導体層のように、近傍の半導体層と異なる導電形の半導体層で構成することができ、０．１〜０．４μｍ程度の厚さに形成されている。この電流阻止層７は、発光ユニット部Ａ上には設けられないが、前述のように、連結部Ｃ上にも設けないで、連結部Ｃでも発光させることもできる。
【００２８】
電流拡散用電極８は、ボンディング用電極９を介して電流を発光ユニット部Ａに流しながら、発光部ユニットＡの活性層３で発光した光を遮ることなく、その表面側に取り出せるように光を透過させる層として設けられている。この電流拡散用電極８としては、たとえばＡｕ−Ｇｅや、Ａｕ−Ｎｉなどの合金層が２〜１００ｎｍ程度、さらに好ましくは、１０ｎｍ程度以下の厚さに形成される。この電流拡散用電極８としては、ＩＴＯ膜を利用することもできる。この電流拡散用電極８は、電流阻止層７のある部分もない部分もほぼ全面に設けられる。ただし、発光ユニット部Ａを分離する部分は、半導体積層部１２と共に除去される。
【００２９】
電流拡散用電極８の表面側で、電極パッド部Ｂには、Ａｕ−Ｂｅ／Ｎｉ／Ｔｉ／Ａｕなどからなるボンディング用電極（ｐ側電極）９、半導体基板１の裏面側に、Ａｕ−Ｇｅ／Ｎｉ／Ａｕなどからなる他方の電極（ｎ側電極）１０がそれぞれ設けられた状態でチップ化されている。
【００３０】
なお、図１の例では示されていないが、ｎ形クラッド層２と半導体基板１との間に、屈折率の異なる半導体層をλ／（４ｎ）（λは発光波長、ｎは半導体層の屈折率）の厚さで交互に５〜４０層づつ程度積層する反射層（ＤＢＲ）が挿入されていたり、バッファー層が挿入されていてもよい。また、ｎ形クラッド層２の半導体基板１側にもウィンドウ層５と同様の組成でｎ形ウィンドウ層を形成することもできる。反射層（ＤＢＲ）は、活性層や基板よりもバンドギャップが大きい層、たとえばＡｌＧａＡｓのＡｌの組成を変更した積層構造により得られる。バッファー層は、半導体基板１と同じ材料であったり、半導体基板１と半導体基板１上の半導体層との格子不整合を緩和することができる層、たとえば、半導体積層部１２がＩｎＧａＡｌＰ系化合物で半導体基板１がＧａＡｓの場合には、ＧａＡｓやＩｎＧａＰやＩｎＧａＡｌＰ系化合物、半導体積層部１２がＡｌＧａＡｓ系材料で半導体基板１がＧａＡｓの場合には、ＧａＡｓやＡｌＧａＡｓ系化合物などが考えられる。
【００３１】
このようなＬＥＤチップを製造するには、たとえばｎ形のＧａＡｓ基板１をＭＯＣＶＤ（有機金属化学気相成長）装置内に入れ、反応ガスのトリエチルガリウム（以下、ＴＥＧという）、トリメチルアルミニウム（以下、ＴＭＡという）、トリメチルインジウム（以下、ＴＭＩｎという）、ホスフィン（以下、ＰＨ_３という）およびｎ形ドーパントガスとしてのＨ_２Ｓｅの内の必要なガスをキャリアガスの水素（Ｈ_２）と共に導入して成長する。
【００３２】
まず、図３（ａ）に示されるように、半導体基板１表面に５００〜７００℃程度でエピタキシャル成長し、キャリア濃度が１×１０^１６〜１×１０^１９ｃｍ^−３程度のＩｎ_０．４９（Ｇａ_０．２５Ａｌ_０．７５）_０．５１Ｐからなるｎ形クラッド層２を０．５μｍ程度エピタキシャル成長する。ついで、反応ガスのＴＭＡを減らしてＴＥＧを増やし、たとえばノンドープのＩｎ_０．４９（Ｇａ_０．８Ａｌ_０．２）_０．５１Ｐからなる活性層３を０．５μｍ程度、さらにｎ形クラッド層１２と同様の反応ガスで、ドーパントガスをジメチル亜鉛（ＤＭＺｎ）にして、ｐ形でキャリア濃度が１×１０^１７〜１×１０^１９ｃｍ^−３程度のたとえばＩｎ_０．４９（Ｇａ_０．２５Ａｌ_０．７５）_０．５１Ｐからなるｐ形クラッド層４を１μｍ程度、ｐ形でキャリア濃度が１×１０^１７〜１×１０^２０ｃｍ^−３程度のたとえばＡｌ_０．７Ｇａ_０．３Ａｓからなるｐ形ウィンドウ層５を成長することにより半導体積層部１２を形成する。
【００３３】
つぎに、図３（ｂ）に示されるように、たとえばＣＶＤ法により、その表面にＳｉＯ_２層７ａを０．０２〜０．４μｍ程度の厚さに成膜する。そして、図示しないレジスト膜をその表面に設け、ホトリソグラフィ技術により電極パッド部Ｂおよび連結部Ｃのみにレジスト膜が残るようにパターニングをし、残存するレジスト膜をマスクとして、フッ化水素酸によりＳｉＯ_２層７ａをエッチングすることにより、図３（ｃ）に示されるように、電極パッド部Ｂおよび連結部Ｃの表面のみに電流阻止層７を形成する。
【００３４】
つぎに、図３（ｄ）に示されるように、たとえばＮｉおよびＡｕを全面に蒸着してシンターすることにより、Ａｕ−Ｎｉ合金からなる電流拡散用電極８を１０ｎｍ程度の厚さに形成する。そして、その表面の電極パッド部Ｂにボンディング用電極９が形成されるようにレジスト膜を設けてリフトオフ法により、Ａｕ−Ｂｅ／Ｎｉ／Ｔｉ／Ａｕなどからなるボンディング用電極（ｐ側電極）９を０．２μｍ程度の厚さに形成し、半導体基板１の裏面側全面に、Ａｕ−Ｇｅ／Ｎｉ／Ａｕなどからなる他方の電極（ｎ側電極）１０を形成する。
【００３５】
そして、発光ユニット部Ａ、電極パッド部Ｂおよび連結部Ｃの表面のみを被覆するように、ホトリソグラフィ技術によりマスクを形成し、露出する電流拡散用電極８をヨウ素＋ヨウ化カリウムのエッチング液により、さらに半導体積層部１２を、塩酸と水を１：１から２：１の割合で混合した液（ＨＣｌが４７ｗｔ％）により室温で約３分（レート６μｍ／ｍｉｎ）エッチングすることにより半導体基板１に到達するまで行う。そして、チップの大きさが、たとえば３３０μｍ×３３０μｍ程度の大きさになるようにダイシングすることにより、図１に示されるような発光素子チップを形成することができる。
【００３６】
本発明によれば、電極パッド部と発光ユニット部とを分離し、電極パッド部の発光層形成部には電流を流さなくして非発光部とし、電極により光が遮断される部分で発光する無駄をなくしていること、発光ユニット部をチップ全体に連続して設けないで、複数個の発光ユニット部に分離しているため、発光層形成部で発光した光を有効にその側壁から半導体層外に取り出しやすいこと、という特徴を有している。その結果、同じ入力に対して外に取り出して利用することができる光の割合（総合的な発光効率）が非常に向上し、同じ入力に対する輝度が従来構造のＬＥＤの輝度に対して１２０％の向上が得られた。
【００３７】
前述の例では、発光層形成部が、ノンドープの活性層をそれよりバンドギャップの大きいｎ形とｐ形のクラッド層により挟持するダブルヘテロ構造の例であったが、ｐ形層とｎ形層とを直接接合するｐｎ接合構造にしてもよい。また、導電形は半導体基板側がｐ形で、前述の各半導体層の導電形が逆になってもよい。
【００３８】
【発明の効果】
本発明によれば、電流注入を非常に効率的に行っているため、発光した光を無駄なく有効に取り出すことができ、同じ入力電力に対して、非常に大きな光出力が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態であるＬＥＤチップの斜視および断面の説明図である。
【図２】図１に示される発光ユニット部の大きさおよび間隔の適切例を説明する図である。
【図３】図１に示されるＬＥＤチップの製造工程を示す説明図である。
【図４】従来のＬＥＤチップの構造例を示す断面説明図である。
【図５】従来のＬＥＤチップの構造例を示す断面説明図である。
【符号の説明】
１　　半導体基板
２　　ｎ形クラッド層
３　　活性層
４　　ｐ形クラッド層
７　　電流阻止層
８　　電流拡散用電極
９　　ボンディング用電極
１０　　ｎ側電極
１１　　発光層形成部
１２　　半導体積層部
Ａ　　発光ユニット部
Ｂ　　電極パッド部
Ｃ　　連結部

Claims

半導体基板と、該半導体基板の上に設けられ、少なくともｎ形層とｐ形層とを有する発光層形成部を含む半導体積層部と、該半導体積層部上に設けられ、透光性および導電性を有する電流拡散用電極と、該電流拡散用電極上の一部に設けられるボンディング用電極と、前記半導体基板側に設けられる電極とを有し、前記半導体積層部および電流拡散用電極が複数個の発光ユニット部と、電極パッド部と、該電極パッド部と前記発光ユニット部の間または前記発光ユニット部の２個の間を連結する連結部とに分割され、前記ボンディング用電極は該電極パッド部に設けられ、該電極パッド部の下の前記発光層形成部が非発光になるように形成されてなる半導体発光素子。