JP3349396B2 - Semiconductor light emitting device - Google Patents

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】本発明は、ＡｌＧａＩｎＰ系
の半導体発光素子に関し、特に発光効率及び信頼性を向
上できるＡｌＧａＩｎＰ系の半導体発光素子に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an AlGaInP-based semiconductor light emitting device, and more particularly to an AlGaInP-based semiconductor light emitting device capable of improving luminous efficiency and reliability.

【０００２】[0002]

【従来の技術】ＡｌＧａＩｎＰ系の半導体材料を用いた
半導体発光素子は、ＧａＡｓ基板と格子整合が可能であ
ることと、III−Ｖ族化合物半導体の中で最も直接遷移
バンドギャップが大きいことから、可視領域の発光素子
として広く用いられている。特に、発光ダイオードとし
て５５０ｎｍから６９０ｎｍの範囲で直接遷移型の発光
を行うため、高い発光効率を得ることができる。2. Description of the Related Art A semiconductor light-emitting device using an AlGaInP-based semiconductor material is visible since it can be lattice-matched to a GaAs substrate and has the largest direct transition band gap among III-V compound semiconductors. It is widely used as a light emitting element in a region. In particular, direct light emission is performed in the range of 550 nm to 690 nm as a light emitting diode, so that high luminous efficiency can be obtained.

【０００３】従来の面発光型ＡｌＧａＩｎＰ系半導体発
光素子の一例として、ＲｏｂｅｒｔＭ．Ｆｌｅｔｃｈｅ
ｒらによりＵｎｉｔｅｄ Ｓｔａｔｅｓ Ｐａｔｅｎｔ
５，００８，７１８で提案された発光ダイオードがあ
る。図１０はこの発光ダイオードを示し、そこでは、電
流を広い発光部へ広げるために、ＧａＰによる窓層（電
流拡散層）を設ける構成を採用している。As an example of a conventional surface-emitting type AlGaInP-based semiconductor light-emitting device, Robert M. et al. Fletche
United States Patents
There is a light emitting diode proposed in 5,008,718. FIG. 10 shows this light emitting diode, in which a configuration in which a window layer (current diffusion layer) made of GaP is provided in order to spread the current to a wide light emitting portion is adopted.

【０００４】以下に、図１０に基づきその構成を今少し
具体的に説明する。この発光ダイオードは、ｎ−ＧａＡ
ｓ基板７１上に、ｎ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層７３、
ＧａＩｎＰ活性層７４、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層
７５及びｐ−ＧａＰ窓層７６をこの順に積層形成し、且
つ電極７１０及び７１１を取り付けた構成になってい
る。なお、ｎ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層７３、ＧａＩ
ｎＰ活性層７４及びｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層７５
で発光部が構成される。Hereinafter, the configuration will be described in more detail with reference to FIG. This light emitting diode is n-GaAs
On an s substrate 71, an n-AlGaInP cladding layer 73,
A GaInP active layer 74, a p-AlGaInP cladding layer 75, and a p-GaP window layer 76 are laminated in this order, and electrodes 710 and 711 are attached. The n-AlGaInP cladding layer 73, GaI
nP active layer 74 and p-AlGaInP cladding layer 75
Constitutes a light emitting unit.

【０００５】この構成によれば、ＧａＰ窓層７６で電流
が広がり、広い範囲の活性層７４で発光するため、発光
効率が向上する。また、発光した光はチップ上面から取
り出されるが、ＧａＰ窓層７６はＧａＩｎＰ活性層７４
よりもバンドギャップが大きいため、発光した光はＧａ
Ｐ窓層７６で吸収されることなく透過し、高い発光効率
を得ることができる。According to this structure, the current spreads in the GaP window layer 76 and light is emitted in the active layer 74 in a wide range, so that the luminous efficiency is improved. The emitted light is extracted from the upper surface of the chip, but the GaP window layer 76 is
The emitted light is Ga
The light is transmitted without being absorbed by the P window layer 76, and high luminous efficiency can be obtained.

【０００６】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
発光ダイオードにおいては、電流拡散層としてＧａＰ窓
層７６を用いているため、以下に示す問題点がある。However, in the above-mentioned light emitting diode, since the GaP window layer 76 is used as the current diffusion layer, there are the following problems.

【０００７】（１）結晶面の平坦性が著しく低下するた
め、発光ダイオード（半導体発光素子）の発光効率及び
信頼性が低い。(1) Since the flatness of the crystal plane is significantly reduced, the luminous efficiency and reliability of the light emitting diode (semiconductor light emitting device) are low.

【０００８】即ち、ＧａＰ窓層７６は結晶中で、Ｇａ原
子とＰ原子の結合エネルキーが大きいため、Ｇａ原子が
成長面上を拡散（マイグレーション）しにくい。この結
果、良好な層状成長ではなく島状成長となり、結晶面の
平坦性が著しく低下する。このため、ＧａＰ電流拡散層
の上に電極を設ける場合は、密着性が低化し、電極の剥
がれにより抵抗率が大きくなったりして、半導体発光素
子の発光効率及び信頼性が低下する要因となっていた。That is, since the GaP window layer 76 has a large coupling energy between Ga atoms and P atoms in the crystal, it is difficult for Ga atoms to diffuse (migrate) on the growth surface. As a result, island growth occurs instead of good layer growth, and the flatness of the crystal plane is significantly reduced. For this reason, when an electrode is provided on the GaP current diffusion layer, the adhesion is reduced and the resistivity is increased due to the peeling of the electrode, which causes a reduction in luminous efficiency and reliability of the semiconductor light emitting device. I was

【０００９】（２）電流拡散層７６と発光部との材料が
大きく異なるため、発光効率が低い。(2) The luminous efficiency is low because the materials of the current diffusion layer 76 and the light emitting portion are greatly different.

【００１０】即ち、ＧａＰ電流拡散層７６は発光部であ
る（Ａｌ_xＧａ_1-x）_1-y Ｉｎ _y Ｐ（０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦
１）層上に成長され、両者の材料は大きく異なる。この
ため、成長界面付近に結晶性の低い層が形成され、Ｇａ
Ｐ結晶中に結晶欠陥が発生しやすい。この結晶欠陥は発
光部からの光を吸収するなど、半導体発光素子の発光効
率の低下の要因となる。That is, the GaP current diffusion layer 76 is a light emitting portion of (Al _x Ga _{1 -x} ) _{1 -y} In _y P (0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦
1) grown on layers, the materials of both are very different. Therefore, a layer having low crystallinity is formed near the growth interface, and Ga
Crystal defects tend to occur in the P crystal. This crystal defect causes a decrease in the luminous efficiency of the semiconductor light emitting element, such as absorption of light from the light emitting portion.

【００１１】以上のように、従来の半導体発光素子は、
ＧａＰ層の材料に起因して、上記した２つの問題点があ
り、このことにより、発光効率及び信頼性が低いという
欠点を有していた。As described above, the conventional semiconductor light emitting device is
There are two problems described above due to the material of the GaP layer, and this has the disadvantage of low luminous efficiency and low reliability.

【００１２】本発明は、このような現状に鑑みてなされ
たものであり、窓層の平坦性を向上でき、結果的に発光
効率及び信頼性を大幅に向上できる半導体発光素子を提
供することを目的とする。The present invention has been made in view of such circumstances, and provides a semiconductor light emitting device that can improve the flatness of a window layer and consequently greatly improve luminous efficiency and reliability. Aim.

【００１３】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明の半導体発光素子
は、基板上に活性層を含む発光部と電流拡散層が形成さ
れたＡｌＧａＩｎＰ系の半導体発光素子において、前記
電流拡散層が（Ａｌ_xＧａ_1-x）_1-yＩｎ_yＰ（ただし、ｘ
＝ｙ＝０．０１、ｘ＝ｙ＝０．１、ｘ＝ｙ＝０．２０の
いずれか）であり、そのことにより上記目的が達成され
る。Means for Solving the Problems] The semiconductor light emitting device of the present invention, in the AlGaInP-based semiconductor light-emitting device of the light emitting portion and the current diffusion layer is formed including an active layer on a substrate, wherein the current diffusion layer (Al _x Ga _1-x ) _1-y In _y P ( where x
= Y = 0.01, x = y = 0.1, x = y = 0.20
Either of them ), thereby achieving the above object.

【００１４】好ましくは、電流阻止層と、前記基板の裏
面に形成された第１の電極と、前記電流拡散層の上に形
成された第２の電極とを更に備え、該第２の電極が該電
流拡散層の中央部における上面に形成され、該第２の電
極と対向する位置に該電流阻止層が形成されている構成
とする。Preferably, the semiconductor device further comprises a current blocking layer, a first electrode formed on the back surface of the substrate, and a second electrode formed on the current diffusion layer. The current blocking layer is formed on the upper surface at the center of the current diffusion layer, and the current blocking layer is formed at a position facing the second electrode.

【００１５】また、好ましくは、電流阻止層と、前記基
板の裏面に形成された第１の電極と、前記電流拡散層の
上に形成された第２の電極とを更に備え、該第２の電極
が該電流拡散層の周辺部における上面に形成され、該第
２の電極と対向する位置に該電流阻止層が形成されてい
る構成とする。Preferably, the semiconductor device further includes a current blocking layer, a first electrode formed on the back surface of the substrate, and a second electrode formed on the current diffusion layer. An electrode is formed on an upper surface in a peripheral portion of the current diffusion layer, and the current blocking layer is formed at a position facing the second electrode.

【００１６】また、好ましくは、前記基板として、その
面方位が（１００）面から［０１１］方向に傾斜してい
るものを用いる構成とする。Preferably, the substrate has a structure in which the plane orientation is inclined from the (100) plane in the [011] direction.

【００１７】また、好ましくは、前記電流拡散層のエネ
ルギーギャップが前記活性層のエネルギーギャップより
も大きくなる構成とする。また、好ましくは、前記電流
拡散層の結晶表面の凹凸の深さが全ての領域において２
ｎｍ前後であり、結晶欠陥数が５０個前後である。 ま
た、好ましくは、前記電流拡散層の不純物濃度が５×１
０¹⁸ｃｍ^-3である。また、好ましくは、前記電流拡散層
の厚さが５μｍである。Preferably, the energy gap of the current diffusion layer is larger than the energy gap of the active layer. Also preferably, the current
The depth of the irregularities on the crystal surface of the diffusion layer is 2 in all regions.
nm, and the number of crystal defects is about 50. Ma
Preferably, the current diffusion layer has an impurity concentration of 5 × 1
0 ¹⁸ cm ^-3 . Preferably, the thickness of the current diffusion layer is 5 μm.

【００１８】以下に本発明の作用を説明する。The operation of the present invention will be described below.

【００１９】上記のように、ＡｌＧａＩｎＰ系の半導体
発光素子において、電流拡散層（窓層）の材料として、
（Ａｌ_xＧａ_1-x）_1-y Ｉｎ _y Ｐを用いると、後述の図２か
らわかるように、Ｉｎ組成ｙ＝０であるＧａＰでは結晶
表面の凹凸の深さが４０ｎｍと非常に大きいのに対し、
（Ａｌ_xＧａ_1-x）_1-y Ｉｎ _y Ｐ（０≦ｘ≦１，ｙ＝０．０
１）層中にＩｎ組成ｙが０でなくわずかでも含まれてい
れば、結晶表面の凹凸の深さはＧａＰ層に比べて大幅に
減少し、全ての領域で２ｎｍ前後まで減少している。As described above, in the AlGaInP-based semiconductor light emitting device, the material of the current diffusion layer (window layer) is
When (Al _x Ga _{1 -x} ) _{1 -y} In _y P is used, as can be seen from FIG. 2 described later, in GaP having an In composition y = 0, the depth of the irregularities on the crystal surface is as large as 40 nm. Against
(Al _x Ga _1-x ) _1-y In _y P (0 ≦ x ≦ 1, y = 0.0
1) If the layer contains a small amount of In composition y instead of 0, the depth of the irregularities on the crystal surface is significantly reduced as compared with the GaP layer, and is reduced to about 2 nm in all regions.

【００２０】この理由としては、上述したように、Ｇａ
Ｐ層は結晶中で、Ｇａ原子とＰ原子の結合エネルギーが
大きいため、Ｇａ原子が成長面上を拡散（マイグレーシ
ョン）しにくく、良好な層状成長ではなく島状成長とな
っており、結晶欠陥が発生しやすいことが原因となって
いる。The reason for this is that, as described above, Ga
Since the P layer has a large bonding energy between Ga atoms and P atoms in the crystal, the Ga atoms are unlikely to diffuse (migrate) on the growth surface, so that the growth is not a good layer growth but an island growth, and crystal defects are caused. This is because it is easy to occur.

【００２１】これに対し、Ｉｎ原子はＰ原子の結合エネ
ルギーが小さいため、Ｉｎ原子が成長面上を拡散しやす
く、良好な層状成長が得られる。このため、結晶表面の
凹凸の深さが大幅に低減し、平坦性が向上するのであ
る。On the other hand, since the In atom has a small binding energy of the P atom, the In atom easily diffuses on the growth surface, and a good layer growth can be obtained. For this reason, the depth of the irregularities on the crystal surface is significantly reduced, and the flatness is improved.

【００２２】また、後述の図３からわかるように、Ａｌ
組成ｘ＝０であるＧａＰでは、結品欠陥の数が１０００
個近くと非常に大きいのに対し、（Ａｌ_xＧａ_1-x）_1-y
Ｉｎ _y Ｐ（０≦ｘ≦１，ｙ＝０．０１）層中ではＡｌ組
成ｘが０でなくわずかでも含まれていれば、結晶欠陥の
数はＧａＰ層に比べて大幅に減少し、５０個前後まで減
少している。As can be seen from FIG.
In the case of GaP having a composition x = 0, the number of product defects is 1000
(Al _x Ga _1-x ) _1-y
In the In _y P (0 ≦ x ≦ 1, y = 0.01) layer, if the Al composition x is included rather than zero, the number of crystal defects is greatly reduced as compared with the GaP layer, and It has been reduced to around pieces.

【００２３】この理由としては、Ａｌ原子はＧａ原子以
上にＰ原子の結合エネルギーが大きいため、成長面上を
拡散しにくいが、Ｐ原子の脱離によるＰ抜けに起因する
結晶欠陥の発生が大幅に低減されているためと考えられ
る。The reason for this is that Al atoms have a larger binding energy of P atoms than Ga atoms, so that they are difficult to diffuse on the growth surface, but the generation of crystal defects due to the loss of P due to the desorption of P atoms is large. It is considered that it is reduced to.

【００２４】以上のように、ＧａＰ層に比べて、（Ａｌ
_xＧａ_1-x）_1-y Ｉｎ _y Ｐ（０＜ｘ＜１，０＜ｙ＜１）層は
Ｉｎ原子による拡散によって良好な層状成長が得られ、
また、Ａｌ原子によってＰ原子の脱離によるＰ抜けに起
因する結晶欠陥の発生が大幅に低減される。このため、
結晶欠陥の発生を大幅に低減できるので、結晶性が大幅
に改善され、平坦性も大幅に改善されることになる。こ
の結果、発光効率及び信頼性が大幅に改善された半導体
発光素子を実現できる。As described above, compared to the GaP layer, (Al
_{x Ga 1-x) 1-} y In y P (0 <x <1,0 <y <1) layer is good layer growth by diffusion due to In atoms is obtained,
Further, the generation of crystal defects due to the escape of P due to the elimination of P atoms by Al atoms is greatly reduced. For this reason,
Since the occurrence of crystal defects can be greatly reduced, the crystallinity is greatly improved and the flatness is also greatly improved. As a result, a semiconductor light emitting device having significantly improved luminous efficiency and reliability can be realized.

【００２５】また、電流拡散層のバンドギャップを活性
層よりも大きくする構成によれば、活性層で発光した光
は窓層で吸収されることなく、上面から取り出されるこ
とになる。よって、その分、光取り出し効率を向上でき
る。According to the configuration in which the band gap of the current diffusion layer is made larger than that of the active layer, light emitted from the active layer is extracted from the upper surface without being absorbed by the window layer. Therefore, the light extraction efficiency can be improved accordingly.

【００２６】加えて、第２の電極が電流拡散層の中央部
における上面に形成され、第２の電極と対向する位置に
電流阻止層を形成する構成によれば、電極から注入され
た電流は、この窓層で更に拡がるので、光取り出し効率
を一層向上できる利点がある。In addition, according to the configuration in which the second electrode is formed on the upper surface at the center of the current diffusion layer and the current blocking layer is formed at a position facing the second electrode, the current injected from the electrode can be reduced. Further, since the window layer is further expanded, there is an advantage that the light extraction efficiency can be further improved.

【００２７】また、周辺部に電流阻止層を設ける構成に
よっても、電極から注入された電流は窓層で中央部に集
中されるので、光取り出し効率を一層向上できる利点が
ある。Further, even with the configuration in which the current blocking layer is provided in the peripheral portion, the current injected from the electrode is concentrated in the central portion by the window layer, and thus there is an advantage that the light extraction efficiency can be further improved.

【００２８】また、基板として、その面方位が（１０
０）面から［０１１］方向に傾斜しているものを用いる
構成によれば、窓層の抵抗値を低減できるので、半導体
発光素子の駆動電圧を低減できる利点がある。The substrate has a plane orientation of (10
According to the configuration using the one inclined in the [011] direction from the 0) plane, the resistance value of the window layer can be reduced, so that there is an advantage that the driving voltage of the semiconductor light emitting element can be reduced.

【００２９】以下にその理由を後述の図７に基づき説明
する。面方位が［０１１］方向に傾斜すると、同図に示
すように、III族原子の１重結合を有する結晶表面であ
る（１１１）面がステップごとに、即ち階段状に形成さ
れる。この面（傾斜面）はIII族原子の１重結合が表面
を覆っているため、Ｖ族原子（この場合は、Ｐ原子）が
供給され、III族原子と結合することになる。しかしな
がら、１重結合のためその結合力は弱く、すぐに結合が
切れ、Ｖ族原子が表面上を拡散している状態になる。The reason will be described below with reference to FIG. When the plane orientation is inclined in the [011] direction, a (111) plane, which is a crystal surface having a single bond of a group III atom, is formed step by step, that is, in a stepwise manner, as shown in FIG. Since this surface (inclined surface) is covered with a single bond of a group III atom, a group V atom (in this case, a P atom) is supplied and bonded to the group III atom. However, the bonding force is weak due to the single bond, the bond is broken immediately, and the group V atoms are diffused on the surface.

【００３０】ここで、ｐ−（Ａｌ_xＧａ_1-x）_1-y Ｉｎ _y Ｐ
窓層の抵抗率が高い理由の一つに、Ｏ（酸素）の混入が
ある。即ち、酸素はVI族元素であるため、Ｖ族サイトの
格子位置に入りやすいという性質を有する。Here, p- (Al _x Ga _{1 -x} ) _{1 -y} In _y P
One of the reasons for the high resistivity of the window layer is the incorporation of O (oxygen). That is, since oxygen is a group VI element, oxygen has a property of easily entering a lattice position of a group V site.

【００３１】しかるに、上記のように基板が［０１１］
方向に傾斜していると、Ｖ族原子が表面上を拡散してい
るため、結晶表面上にＶ族原子が多く存在する。このた
め、Ｖ族サイトの格子位置に酸素が入りにくくなる。よ
って、窓層の抵抗率を低減できるので、結局、半導体発
光素子の駆動電圧を低減できるのである。However, as described above, the substrate is [011]
When inclined in the direction, group V atoms are diffused on the surface, so that there are many group V atoms on the crystal surface. This makes it difficult for oxygen to enter the lattice position of the group V site. Therefore, since the resistivity of the window layer can be reduced, the driving voltage of the semiconductor light emitting element can be reduced.

【００３２】加えて、このような構成によれば、基板の
面方位が（１００）面から［０１１］方向に傾斜してい
ることにより、（１１１）面がステップごとに形成さ
れ、このステップごとに良好な層状成長がしやすい結晶
表面となっているので、この点においても、結晶表面の
凹凸の深さを大幅に低減でき、平坦性を大幅に向上でき
る。In addition, according to such a configuration, since the plane orientation of the substrate is inclined from the (100) plane in the [011] direction, the (111) plane is formed for each step. In this respect, the crystal surface can easily grow in a good layer, and in this regard, the depth of the irregularities on the crystal surface can be greatly reduced, and the flatness can be greatly improved.

【００３３】[0033]

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
に基づき具体的に説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings.

【００３４】（実施形態１） 図１〜図３は本発明半導体発光素子の実施形態１を示
す。本実施形態１は本発明を発光ダイオードに適用した
例を示す。以下に図１に基づき本実施形態１の発光ダイ
オードの構造を製造プロセスとともに説明する。(Embodiment 1) FIGS. 1 to 3 show Embodiment 1 of the semiconductor light emitting device of the present invention. Embodiment 1 shows an example in which the present invention is applied to a light emitting diode. Hereinafter, the structure of the light emitting diode according to the first embodiment will be described with reference to FIG.

【００３５】まず、ｎ−ＧａＡｓ基板１上に、ｎ−Ｇａ
Ａｓバッファ層２（例えば、Ｓｉ濃度５×１０¹⁷ｃ
ｍ^-3）を０．５μｍ、ｎ−（Ａｌ_xＧａ_1-x）_1-y Ｉｎ _y Ｐ
（０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦１）クラッド層３（例えば、ｘ
＝１．０，ｙ＝０．５，Ｓｉ濃度５×１０¹⁷ｃｍ^-3）を
１．０μｍ、（Ａｌ_xＧａ_1-x）_1-y Ｉｎ _y Ｐ（０≦ｘ≦
１，０≦ｙ≦１）活性層４（例えば、ｘ＝０．４５，ｙ
＝０．５）を０．５μｍ、ｐ−（Ａｌ_xＧａ_1-x）_1-y Ｉ
ｎ _y Ｐ（０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦１）クラッド層５（例え
ば、ｘ＝１．０，ｙ＝０．５，Ｚｎ濃度５×１０¹⁷ｃｍ
^-3）を１．０μｍ、ｐ−（Ａｌ_xＧａ_1-x）_1-y Ｉｎ _y Ｐ
（０＜ｘ＜１，０＜ｙ＜１）窓層６（例えば、ｘ＝０．
０１，ｙ＝０．０１，Ｚｎ濃度５×１０¹⁸ｃｍ^-3）を５
μｍ順次積層成長する。First, on an n-GaAs substrate 1, n-Ga
As buffer layer 2 (for example, Si concentration 5 × 10 ¹⁷ c
m ^-3) of _{0.5μm, n- (Al x Ga 1} -x) 1-y In y P
(0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1) cladding layer 3 (for example, x
= 1.0, y = 0.5, Si concentration 5 × 10 ¹⁷ cm ^-3) of _{1.0μm, (Al x Ga 1-} x) 1-y In y P (0 ≦ x ≦
1,0 ≦ y ≦ 1) active layer 4 (for example, x = 0.45, y
= 0.5) to 0.5 μm, p- (Al _x Ga _1-x ) _1-y I
n _y P (0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1) cladding layer 5 (for example, x = 1.0, y = 0.5, Zn concentration 5 × 10 ¹⁷ cm)
^-3) The _{1.0μm, p- (Al x Ga 1} -x) 1-y In y P
(0 <x <1, 0 <y <1) window layer 6 (for example, x = 0.
01, y = 0.01, Zn concentration 5 × 10 ¹⁸ cm ⁻³ )
μm is sequentially grown.

【００３６】次に、ｎ−ＧａＡｓ基板１の裏面全面にｎ
型用の電極１０を形成し、また、電流拡散層である窓層
６の上面中央部にｐ型用の電極１１を形成する。以上の
工程を経て本実施形態１の発光ダイオードが作製され
る。Next, n-GaAs substrate 1 has n
An electrode 10 for the mold is formed, and an electrode 11 for the p-type is formed at the center of the upper surface of the window layer 6 which is the current diffusion layer. Through the above steps, the light emitting diode of the first embodiment is manufactured.

【００３７】上記のように、本実施形態１の発光ダイオ
ードは、窓層６の材料として、（Ａｌ_xＧａ_1-x）_1-y Ｉ
ｎ _y Ｐを用いており、以下に図２及び図３に基づきその
効果について説明する。但し、図２は（Ａｌ_xＧａ_1-x）
_1-y Ｉｎ _y Ｐ（ｘ＝０．０１，０≦ｙ≦１）層中のＩｎ組
成ｙに対する結晶表面の凹凸の深さの関係を示してお
り、図３は（Ａｌ_xＧａ_1-x）_1-y Ｉｎ _y Ｐ（０≦ｘ≦１，
ｙ＝０．０１）層中のＡｌ組成ｘに対する結晶欠陥の数
（１ｃｍ²当たり）の関係を示している。As described above, in the light emitting diode of the first embodiment, (Al _x Ga _{1 -x} ) _{1 -y} I is used as the material of the window layer 6.
uses a n _y P, described the effect on the basis of FIGS. 2 and 3 below. However, FIG. 2 shows (Al _x Ga _1-x )
_{1-y In y P (x} = 0.01,0 ≦ y ≦ 1) shows the relationship between the depth of unevenness of the crystal surface to the In composition y in layer, Figure 3 (Al _x Ga _1-x ) _1-y In _y P (0 ≦ x ≦ 1,
(y = 0.01) shows the relationship between the number of crystal defects (per 1 cm ² ) and the Al composition x in the layer.

【００３８】図２からわかるように、Ｉｎ組成ｙ＝０で
あるＧａＰでは結晶表面の凹凸の深さが４０ｎｍと非常
に大きいのに対し、（Ａｌ_xＧａ_1-x）_1-y Ｉｎ _y Ｐ（０≦
ｘ≦１，ｙ＝０．０１）層中にＩｎ組成ｙが０でなくわ
ずかでも含まれていれば、結晶表面の凹凸の深さはＧａ
Ｐ層に比べて大幅に減少し、全ての領域で２ｎｍ前後ま
で減少している。As can be seen from FIG. 2, in the case of GaP having an In composition of y = 0, the depth of the irregularities on the crystal surface is as large as 40 nm, whereas (Al _x Ga _{1 -x} ) _{1 -y} In _y P (0 ≦
x ≦ 1, y = 0.01) If the In composition y is included in the layer even if it is not 0 but a little, the depth of the irregularities on the crystal surface is Ga
It is significantly reduced as compared with the P layer, and is reduced to about 2 nm in all regions.

【００３９】この理由としては、上述したように、Ｇａ
Ｐ層は結晶中で、Ｇａ原子とＰ原子の結合エネルギーが
大きいため、Ｇａ原子が成長面上を拡散（マイグレーシ
ョン）しにくく、良好な層状成長ではなく島状成長とな
っており、結晶欠陥が発生しやすいことが原因となって
いる。The reason for this is, as described above, that Ga
Since the P layer has a large bonding energy between Ga atoms and P atoms in the crystal, the Ga atoms are unlikely to diffuse (migrate) on the growth surface, so that the growth is not a good layer growth but an island growth, and crystal defects are caused. This is because it is easy to occur.

【００４０】これに対し、本実施形態１では、Ｉｎ原子
はＰ原子の結合エネルギーが小さいため、Ｉｎ原子が成
長面上を拡散しやすく、良好な層状成長が得られる。こ
のため、結晶表面の凹凸の深さが大幅に低減し、平坦性
が向上しているのである。On the other hand, in the first embodiment, since the In atom has a small binding energy of the P atom, the In atom easily diffuses on the growth surface, and good layer growth can be obtained. For this reason, the depth of the irregularities on the crystal surface is greatly reduced, and the flatness is improved.

【００４１】また、図３からわかるように、Ａｌ組成ｘ
＝０であるＧａＰでは、結品欠陥の数（１ｃｍ²当た
り）が１０００個近くと非常に大きいのに対し、本実施
形態１の（Ａｌ_xＧａ_1-x）_1-y Ｉｎ _y Ｐ（０≦ｘ≦１，ｙ
＝０．０１）層中ではＡｌ組成ｘが０でなくわずかでも
含まれていれば、結晶欠陥の数はＧａＰ層に比べて大幅
に減少し、５０個前後まで減少している。As can be seen from FIG. 3, the Al composition x
= In 0 a is GaP, whereas the number of binding product defects (1 cm ² per) is very large and 1000 near, the present embodiment _{1 (Al x Ga 1-x} ) 1-y In y P (0 ≤x≤1, y
= 0.01) If the Al composition x is contained in the layer even if it is a little rather than 0, the number of crystal defects is significantly reduced as compared with the GaP layer, and is reduced to about 50.

【００４２】この理由としては、Ａｌ原子はＧａ原子以
上にＰ原子の結合エネルギーが大きいため、成長面上を
拡散しにくいが、Ｐ原子の脱離によるＰ抜けに起因する
結晶欠陥の発生が大幅に低減されているためと考えられ
る。The reason for this is that Al atoms have a larger binding energy of P atoms than Ga atoms, so that they are difficult to diffuse on the growth surface, but the generation of crystal defects due to the loss of P due to the desorption of P atoms is large. It is considered that it is reduced to.

【００４３】以上のように、ＧａＰ層に比べて、（Ａｌ
_xＧａ_1-x）_1-y Ｉｎ _y Ｐ（０＜ｘ＜１，０＜ｙ＜１）層は
Ｉｎ原子による拡散によって良好な層状成長が得られ、
また、Ａｌ原子によってＰ原子の脱離によるＰ抜けに起
因する結晶欠陥の発生が大幅に低減される。このため、
結晶欠陥の発生を大幅に低減できるので、結晶性が大幅
に改善され、平坦性も大幅に改善されることになる。As described above, compared to the GaP layer, (Al
_{x Ga 1-x) 1-} y In y P (0 <x <1,0 <y <1) layer is good layer growth by diffusion due to In atoms is obtained,
Further, the generation of crystal defects due to the escape of P due to the elimination of P atoms by Al atoms is greatly reduced. For this reason,
Since the occurrence of crystal defects can be greatly reduced, the crystallinity is greatly improved and the flatness is also greatly improved.

【００４４】加えて、本実施形態１では、（Ａｌ_xＧａ
_1-x）_1-y Ｉｎ _y Ｐ（ｘ＝０．４５，ｙ＝０．５）活性層
４（Ｅｇ＝２．１ｅＶ）に対し、窓層６にｐ−（Ａｌ_x
Ｇａ_1-x）_1-y Ｉｎ _y Ｐ（ｘ＝０．０１，ｙ＝０．０１）
を用いているため、窓層６（Ｅｇ＝２．２６ｅＶ）の方
がバンドギャップが大きい。この結果、活性層４で発光
した光は窓層６で吸収されることなく、上面から取り出
されることになる。In addition, in the first embodiment, (Al _x Ga
_1-x ) _1-y In _y P (x = 0.45, y = 0.5) Active layer 4 (Eg = 2.1 eV) and window layer 6 have p- (Al _x
Ga _1-x ) _1-y In _y P (x = 0.01, y = 0.01)
Is used, the window layer 6 (Eg = 2.26 eV) has a larger band gap. As a result, light emitted from the active layer 4 is extracted from the upper surface without being absorbed by the window layer 6.

【００４５】このような本実施形態１の発光ダイオード
によれば、特性では波長５６０ｎｍの緑色発光ダイオー
ドで、従来例よりも発光効率が２０％、信頼性も２０ｍ
Ａ駆動時で６０℃条件下において光度が半分となるまで
の時間が１．５倍に増加できることを確認できた。According to the light emitting diode of the first embodiment, a green light emitting diode having a wavelength of 560 nm has a luminous efficiency of 20% and a reliability of 20 m as compared with the conventional example.
It was confirmed that the time required for the luminous intensity to be reduced to half under the condition of 60 ° C. at the time of driving A can be increased by 1.5 times.

【００４６】なお、本実施形態１の発光ダイオードにお
いて、（Ａｌ_xＧａ_1-x）_1-y Ｉｎ _y Ｐ（０≦ｘ≦１，０≦
ｙ≦１）の組成比ｘ，ｙは、その範囲内で適宜変更して
も上記同様の効果を奏することを確認できた。In the light emitting diode of the first embodiment, (Al _x Ga _{1 -x} ) _{1 -y} In _y P (0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦
It was confirmed that the same effects as described above were obtained even if the composition ratios x and y of y ≦ 1) were appropriately changed within the range.

【００４７】（参考例） 図４は本発明半導体発光素子の参考例を示す。この参考
例も本発明をＡｌＧａＩｎＰ系の発光ダイオードに適用
した例を示す。この参考例の発光ダイオードは、（Ａｌ
_xＧａ_1-x）_1-yＩｎ_yＰ層のＡｌ組成ｘ、Ｉｎ組成ｙが実
施形態１の発光ダイオードと異なる他は同様の構造にな
っている。即ち、実施形態１では本発明を緑色発光ダイ
オードに適用しているが、この参考例では赤色発光ダイ
オードに適用している。以下に図４に基づきの参考例の
発光ダイオードの構造を製造プロセスとともに説明す
る。( Reference Example ) FIG. 4 shows a reference example of the semiconductor light emitting device of the present invention. This reference
The example also shows an example in which the present invention is applied to an AlGaInP-based light emitting diode. The light emitting diode of this reference example is (Al
_x Ga _1-x ) _{1 -y} In _{y The} P layer has the same structure except that the Al composition x and the In composition y are different from those of the light emitting diode of the first embodiment. That is, in the first embodiment, the present invention is applied to a green light emitting diode, but in this reference example , the present invention is applied to a red light emitting diode. Hereinafter, the structure of the light emitting diode of the reference example based on FIG.

【００４８】まず、ｎ−ＧａＡｓ基板２１上に、ｎ−Ｇ
ａＡｓバッファ層２２（例えば、Ｓｉ濃度５×１０¹⁷ｃ
ｍ^-3）を０．５μｍ、ｎ−（Ａｌ_xＧａ_1-x）_1-y Ｉｎ _y Ｐ
（０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦１）クラッド層２３（例えば、
ｘ＝０．７，ｙ＝０．５，Ｓｉ濃度５×１０¹⁷ｃｍ^-3）
を１．０μｍ、（Ａｌ_xＧａ_1-x）_1-y Ｉｎ _y Ｐ（０≦ｘ≦
１，０≦ｙ≦１）活性層２４（例えば、ｘ＝０．０５，
ｙ＝０．５）を０．５μｍ、ｐ−（Ａｌ_xＧａ_1-x）_1-y
Ｉｎ _y Ｐ（０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦１）クラッド層２５
（例えば、ｘ＝０．７，ｙ＝０．５，Ｚｎ濃度５×１０
¹⁷ｃｍ^-3）を１．０μｍ、ｐ−（Ａｌ_xＧａ_1-x）_1-y Ｉ
ｎ _y Ｐ（０＜ｘ＜１，０＜ｙ＜１）窓層２６（例えば、
ｘ＝０．５，ｙ＝０．５）を５μｍ順次積層成長する。First, an n-GaAs substrate 21 is provided with n-G
aAs buffer layer 22 (for example, Si concentration 5 × 10 ¹⁷ c
m ^-3) of _{0.5μm, n- (Al x Ga 1} -x) 1-y In y P
(0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1) cladding layer 23 (for example,
x = 0.7, y = 0.5, Si concentration 5 × 10 ¹⁷ cm ⁻³ )
To 1.0 μm, (Al _x Ga _1-x ) _1-y In _y P (0 ≦ x ≦
1,0 ≦ y ≦ 1) active layer 24 (for example, x = 0.05,
y = 0.5) is 0.5 μm and p- (Al _x Ga _1-x ) _1-y
In _y P (0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1) cladding layer 25
(For example, x = 0.7, y = 0.5, Zn concentration 5 × 10
¹⁷ cm ^-3 ) to 1.0 μm, p- (Al _x Ga _1-x ) _1-y I
n _y P (0 <x <1, 0 <y <1) window layer 26 (for example,
x = 0.5, y = 0.5) are sequentially grown by 5 μm.

【００４９】次に、ｎ−ＧａＡｓ基板２１の裏面全面に
ｎ型用の電極２１０を形成し、また、電流拡散層である
窓層２６の上面中央部にｐ型用の電極２１１を形成す
る。以上の工程を経て参考例の発光ダイオードが作製さ
れる。Next, an n-type electrode 210 is formed on the entire back surface of the n-GaAs substrate 21, and a p-type electrode 211 is formed at the center of the upper surface of the window layer 26 which is a current diffusion layer. Through the above steps, the light emitting diode of the reference example is manufactured.

【００５０】この参考例の発光ダイオードにおいても、
上記図２より結晶表面の凹凸の深さを大幅に低減でき、
図３よりＧａＰ窓層に比べて実施形態１同様に結晶欠陥
の発生を大幅に低減できることがわかる。よって、実施
形態１同様に、結晶性が大幅に改善され、平坦性も大幅
に改善されるので、実施形態１同様の効果を奏すること
ができる。In the light emitting diode of this reference example ,
From FIG. 2 described above, the depth of the irregularities on the crystal surface can be significantly reduced,
FIG. 3 shows that the generation of crystal defects can be significantly reduced as in the first embodiment, as compared with the GaP window layer. Therefore, similar to the first embodiment, the crystallinity is greatly improved and the flatness is also significantly improved, so that the same effects as in the first embodiment can be obtained.

【００５１】また、この参考例では、（Ａｌ_xＧａ_1-x）
_1-yＩｎ_yＰ（ｘ＝０，ｙ＝０．５）活性層２４（Ｅｇ＝
１．９ｅＶ）に対し、窓層２６にｐ−（Ａｌ_xＧａ_1-x）
_1-yＩｎ_yＰ（ｘ＝０．５，ｙ＝０．５）を用いているた
め、窓層２６（Ｅｇ＝２．０ｅＶ）の方がバンドギャッ
プが大きいので、活性層２４で発光した光は窓層２６で
吸収されることなく、上面から取り出されることにな
る。In this reference example , (Al _x Ga _{1 -x} )
_1-y In _y P (x = 0, y = 0.5) active layer 24 (Eg =
1.9 eV), p- (Al _x Ga _1-x ) is applied to the window layer 26.
_{Since 1-y} In _y P (x = 0.5, y = 0.5) is used, the window layer 26 (Eg = 2.0 eV) has a larger band gap, so that light was emitted from the active layer 24. The light is extracted from the upper surface without being absorbed by the window layer 26.

【００５２】この参考例の発光ダイオードは、特性では
波長６５０ｎｍの赤色発光ダイオードで従来例よりも発
光効率が２０％、信頼性も２０ｍＡ駆動時で６０℃条件
下において光度が半分となるまでの時間が１．５倍に増
加できることを確認できた。The light-emitting diode of this reference example is a red light-emitting diode having a wavelength of 650 nm, which has a luminous efficiency of 20% and a reliability that is lower than that of the conventional example at a drive time of 20 mA until the luminous intensity is reduced to half at 60 ° C. Can be increased by 1.5 times.

【００５３】（実施形態２） 図５は本発明半導体発光素子の実施形態２を示す。本実
施形態２も本発明をＡｌＧａＩｎＰ系の発光ダイオード
に適用した例を示す。本実施形態３の発光ダイオード
は、（Ａｌ_xＧａ_1-x）_1-yＩｎ_yＰ層のＡｌ組成ｘ、Ｉｎ
組成ｙが実施形態１，２の発光ダイオードと異なる他は
同様の構造になっている。即ち、本実施形態２では黄色
発光ダイオードに適用した例を示している。以下に図５
に基づき本実施形態２の発光ダイオードの構造を製造プ
ロセスとともに説明する。 Embodiment 2 FIG. 5 shows Embodiment 2 of the semiconductor light emitting device of the present invention. Real truth
Embodiment 2 also shows an example in which the present invention is applied to an AlGaInP-based light emitting diode. The light emitting diode of the third embodiment has an Al composition x, In of the (Al _x Ga _{1 -x} ) _{1 -y} In _y P layer.
The structure is the same except that the composition y is different from the light emitting diodes of the first and second embodiments. That is, the second embodiment shows an example in which the present invention is applied to a yellow light emitting diode. Figure 5 below
The structure of the light emitting diode of the second embodiment will be described together with the manufacturing process based on the above.

【００５４】まず、ｎ−ＧａＡｓ基板３１上に、ｎ−Ｇ
ａＡｓバッファ層３２（例えば、Ｓｉ濃度５×１０¹⁷ｃ
ｍ^-3）を０．５μｍ、ｎ−（Ａｌ_xＧａ_1-x）_1-y Ｉｎ _y Ｐ
（０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦１）クラッド層３３（例えば、
ｘ＝１．０，ｙ＝０．５，Ｓｉ濃度５×１０¹⁷ｃｍ^-3）
を１．０μｍ、（Ａｌ_xＧａ_1-x）_1-y Ｉｎ _y Ｐ（０≦ｘ≦
１，０≦ｙ≦１）活性層３４（例えば、ｘ＝０．３０，
ｙ＝０．５）を０・５μｍ、ｐ−（Ａｌ_xＧａ_1-x）_1-y
Ｉｎ _y Ｐ（０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦１）クラッド層３５
（例えば、ｘ＝１．０，ｙ＝０．５，Ｚｎ濃度５×１０
¹⁷ｃｍ^-3）を１．０μｍ、ｐ−（Ａｌ_xＧａ_1-x）_1-y Ｉ
ｎ _y Ｐ（０＜ｘ＜１，０＜ｙ＜１）窓層３６（例えば、
ｘ＝０．１，ｙ＝０．１）を５μｍ順次積層成長する。First, the n-GaAs substrate 31 is provided with n-G
aAs buffer layer 32 (for example, Si concentration 5 × 10 ¹⁷ c
m ^-3) of _{0.5μm, n- (Al x Ga 1} -x) 1-y In y P
(0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1) cladding layer 33 (for example,
x = 1.0, y = 0.5, Si concentration 5 × 10 ¹⁷ cm ⁻³ )
To 1.0 μm, (Al _x Ga _1-x ) _1-y In _y P (0 ≦ x ≦
1,0 ≦ y ≦ 1) active layer 34 (for example, x = 0.30,
y = 0.5) is 0.5 μm, p- (Al _x Ga _1-x ) _1-y
In _y P (0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1) cladding layer 35
(For example, x = 1.0, y = 0.5, Zn concentration 5 × 10
¹⁷ cm ^-3 ) to 1.0 μm, p- (Al _x Ga _1-x ) _1-y I
n _y P (0 <x <1, 0 <y <1) window layer 36 (for example,
x = 0.1, y = 0.1) are sequentially grown by 5 μm.

【００５５】次に、ｎ−ＧａＡｓ基板３１の裏面全面に
ｎ型用の電極３１０を形成し、また、電流拡散層である
窓層３６の上面中央部にｐ型用の電極３１１を形成す
る。以上の工程を経て本実施形態２の発光ダイオードが
作製される。Next, an n-type electrode 310 is formed on the entire back surface of the n-GaAs substrate 31, and a p-type electrode 311 is formed at the center of the upper surface of the window layer 36 which is a current diffusion layer. Through the above steps, the light emitting diode of Embodiment 2 is manufactured.

【００５６】本実施形態２の発光ダイオードにおいて
も、上記図２及び図３より、結晶表面の凹凸の深さを大
幅に低減でき、結晶欠陥の発生を大幅に低減できること
がわかる。よって、結晶性を大幅に改善でき、平坦性も
大幅に改善できるので、上記実施形態同様の効果を奏す
ることがわかる。Also in the light emitting diode of the second embodiment, it can be seen from FIGS. 2 and 3 that the depth of the irregularities on the crystal surface can be greatly reduced and the occurrence of crystal defects can be significantly reduced. Therefore, the crystallinity can be greatly improved, and the flatness can also be significantly improved, so that it can be seen that the same effects as in the above embodiment can be obtained.

【００５７】また、本実施形態２では、（Ａｌ_xＧ
ａ_1-x）_1-yＩｎ_yＰ（ｘ＝０．３０，ｙ＝０．５）活性
層３４（（Ｅｇ＝２．０５ｅＶ）に対し、窓層３６に
（Ａｌ_xＧａ_1-x）_1-yＩｎ_yＰ（ｘ＝０．１，ｙ＝０．
１）を用いているため、窓層３６（Ｅｇ＝２．２５ｅ
Ｖ）の方がバンドギャップが大きいので、活性層３４で
発光した光は窓層３６で吸収されることなく、上面から
取り出されることになる。In the second embodiment , (Al _x G
a _1-x ) _1-y In _y P (x = 0.30, y = 0.5) For the active layer 34 ((Eg = 2.05 eV), the window layer 36 has (Al _x Ga _1-x ). _1-y In _y P (x = 0.1, y = 0.
1), the window layer 36 (Eg = 2.25e)
Since V) has a larger band gap, light emitted from the active layer 34 is extracted from the upper surface without being absorbed by the window layer 36.

【００５８】本実施形態２の発光ダイオードは、特性で
は波長５９０ｎｍの黄色発光ダイオードで従来例より発
光効率が２０％、信頼性も２０ｍＡ駆動時で６０℃条件
下において光度が半分となるまでの時間が１．５倍に増
加できることを確認できた。The light emitting diode according to the second embodiment is a yellow light emitting diode having a wavelength of 590 nm and has a luminous efficiency of 20% and a reliability that is lower than that of the conventional example. Can be increased by 1.5 times.

【００５９】（参考例） 図６及び図７は本発明半導体発光素子の参考例を示す。
この参考例もＡｌＧａＩｎＰ系の発光ダイオードに適用
した例を示す。この参考例の発光ダイオードは、面方位
が（１００）面から［０１１］方向に傾斜している基板
を用いている点が上記各実施形態の発光ダイオードとは
異なっている。以下に図６に基づき本参考例の発光ダイ
オードの構造を製造プロセスとともに説明する。( Reference Example ) FIGS. 6 and 7 show a reference example of the semiconductor light emitting device of the present invention.
This reference example also shows an example applied to an AlGaInP-based light emitting diode. The light emitting diode of this reference example differs from the light emitting diodes of the above embodiments in that a substrate whose plane orientation is inclined from the (100) plane in the [011] direction is used. Hereinafter, the structure of the light emitting diode of this embodiment will be described with reference to FIG.

【００６０】まず、面方位が（１００）面から［０１
１］方向に１５度傾斜しているｎ−ＧａＡｓ基板４１
（図７参照）上に、ｎ−ＧａＡｓバッファ層４２（例え
ば、Ｓｉ濃度５×１０¹⁷ｃｍ^-3）を０．５μｍ、ｎ−
（Ａｌ_xＧａ_1-x）_1-y Ｉｎ _y Ｐ（０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦
１）クラッド層４３（例えば、ｘ＝１．０，ｙ＝０．
５，Ｓｉ濃度５×１０¹⁷ｃｍ^-3）を１．０μｍ、（Ａｌ
_xＧａ_1-x）_1-y Ｉｎ _y Ｐ（０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦１）活性
層４４（例えば、ｘ＝０．２０，ｙ＝０．５）を０・５
μｍ、ｐ−（Ａｌ_xＧａ_1-x）_1-y Ｉｎ _y Ｐ（０≦ｘ≦１，
０≦ｙ≦１）クラッド層４５（例えば、ｘ＝１．０，ｙ
＝０．５，Ｚｎ濃度５×１０¹⁷ｃｍ^-3）を１．０μｍ、
ｐ−（Ａｌ_xＧａ_1-x）_1-y Ｉｎ _y Ｐ（０＜ｘ＜１，０＜ｙ
＜１）窓層４６（例えば、ｘ＝０．８０，ｙ＝０．５
０，Ｚｎ濃度５×１０¹⁸ｃｍ^-3）を５μｍ順次積層成長
する。First, the plane orientation is changed from the (100) plane to [01].
N-GaAs substrate 41 inclined at an angle of 15 degrees in the [1] direction
An n-GaAs buffer layer 42 (for example, a Si concentration of 5 × 10 ¹⁷ cm ⁻³ ) having a thickness of 0.5 μm and an n-
(Al _x Ga _1-x ) _1-y In _y P (0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦
1) Cladding layer 43 (for example, x = 1.0, y = 0.
5, Si concentration of 5 × 10 ¹⁷ cm ⁻³ ) was changed to 1.0 μm, (Al
_{x Ga 1-x) 1-} y In y P (0 ≦ x ≦ 1,0 ≦ y ≦ 1) active layer 44 (e.g., x = 0.20, y = 0.5 ) to 0 · 5
μm, p- (Al _x Ga _1-x ) _1-y In _y P (0 ≦ x ≦ 1,
0 ≦ y ≦ 1) cladding layer 45 (for example, x = 1.0, y
= 0.5, Zn concentration 5 × 10 ¹⁷ cm ⁻³ ) to 1.0 μm,
p- (Al _x Ga _1-x ) _1-y In _y P (0 <x <1,0 <y
<1) Window layer 46 (for example, x = 0.80, y = 0.5)
And a Zn concentration of 5 × 10 ¹⁸ cm ⁻³ ) is sequentially grown by 5 μm.

【００６１】次に、ｎ−ＧａＡｓ基板４１の裏面全面に
ｎ型用の電極４１０を形成し、また、電流拡散層である
窓層４６の上面中央部にｐ型用の電極４１１を形成す
る。以上の工程を経て参考例の発光ダイオードが作製さ
れる。Next, an n-type electrode 410 is formed on the entire back surface of the n-GaAs substrate 41, and a p-type electrode 411 is formed at the center of the upper surface of the window layer 46 which is a current diffusion layer. Through the above steps, the light emitting diode of the reference example is manufactured.

【００６２】この参考例では、（Ａｌ_xＧａ_1-x）_1-y Ｉ
ｎ _y Ｐ（ｘ＝０．２０，ｙ＝０．５０）活性層４４（Ｅ
ｇ＝２．０５ｅＶ）に対し、窓層４６にｐ−（Ａｌ_xＧ
ａ_1-x）_1-y Ｉｎ _y Ｐ（ｘ＝０．８０，ｙ＝０．５０）を
用いているため、窓層４６（Ｅｇ＝２．２５ｅＶ）の方
がバンドギャップが大きいので、活性層４４で発光した
光は窓層４６で吸収されることなく、上面から取り出さ
れることになる。In this reference example , (Al _x Ga _{1 -x} ) _{1 -y} I
n _y P (x = 0.20, y = 0.50) active layer 44 (E
g = 2.05 eV), the window layer 46 has p- (Al _x G
a _1-x ) _1-y In _y P (x = 0.80, y = 0.50) is used, so that the window layer 46 (Eg = 2.25 eV) has a larger band gap, so Light emitted from the layer 44 is extracted from the upper surface without being absorbed by the window layer 46.

【００６３】また、この参考例では、実施形態１同様に
窓層４６にｐ−（Ａｌ_xＧａ_1-x）_1-y Ｉｎ _y Ｐ（ｘ＝０．
８０，ｙ＝０．５０）を用いているが、参考例では、面
方位が（１００）面から［０１１］方向に傾斜している
基板を用いているため、窓層４６の抵抗値を低減でき
る。In this reference example , p- (Al _x Ga _{1 -x} ) _{1 -y} In _y P (x = 0.
80, y = 0.50), but in the reference example , since the substrate whose plane orientation is inclined from the (100) plane in the [011] direction is used, the resistance value of the window layer 46 is reduced. it can.

【００６４】以下にその理由を図７に基づき説明する。
但し、図７はIII−Ｖ族の結晶表面を表現したモデル図
であり、面方位が（１００）面はＶ族原子の２重結合が
表面上にある。The reason will be described below with reference to FIG.
However, FIG. 7 is a model diagram expressing a III-V group crystal surface, and a (100) plane has double bonds of group V atoms on the surface.

【００６５】ところで、面方位が［０１１］方向に傾斜
すると、同図に示すように、III族原子の１重結合を有
する結晶表面である（１１１）面がステップごとに、即
ち階段状に形成される。この面（傾斜面）はIII族原子
の１重結合が表面を覆っているため、Ｖ族原子（この場
合は、Ｐ原子）が供給され、III族原子と結合すること
になる。しかしながら、１重結合のためその結合力は弱
く、すぐに結合が切れ、Ｖ族原子が表面上を拡散してい
る状態になる。When the plane orientation is inclined in the [011] direction, as shown in the figure, the (111) plane, which is a crystal surface having a single bond of group III atoms, is formed step by step, ie, stepwise. Is done. Since this surface (inclined surface) is covered with a single bond of a group III atom, a group V atom (in this case, a P atom) is supplied and bonded to the group III atom. However, the bonding force is weak due to the single bond, the bond is broken immediately, and the group V atoms are diffused on the surface.

【００６６】ここで、ｐ−（Ａｌ_xＧａ_1-x）_1-y Ｉｎ _y Ｐ
（０＜ｘ＜１，０＜ｙ＜１）窓層４６の抵抗率が高い理
由の一つに、Ｏ（酸素）の混入がある。即ち、酸素はVI
族元素であるため、Ｖ族サイトの格子位置に入りやすい
という性質を有する。Here, p- (Al _x Ga _{1 -x} ) _{1 -y} In _y P
(0 <x <1, 0 <y <1) One of the reasons why the resistivity of the window layer 46 is high is mixing of O (oxygen). That is, oxygen is VI
Since it is a group element, it has a property of easily entering a lattice position of a group V site.

【００６７】しかるに、この参考例では、上記のように
基板が［０１１］方向に傾斜しており、Ｖ族原子が表面
上を拡散しているため、結晶表面上にＶ族原子が多く存
在する。このため、Ｖ族サイトの格子位置に酸素が入り
にくくなる。よって、この参考例によれば、窓層４６の
抵抗率を低減できるので、結局、半導体発光素子、つま
り発光ダイオードの駆動電圧を低減できるのである。However, in this reference example , since the substrate is inclined in the [011] direction as described above and the group V atoms are diffused on the surface, many group V atoms exist on the crystal surface. . This makes it difficult for oxygen to enter the lattice position of the group V site. Therefore, according to this reference example , since the resistivity of the window layer 46 can be reduced, the driving voltage of the semiconductor light emitting element, that is, the light emitting diode can be reduced.

【００６８】加えて、この参考例によれば、ｎ−ＧａＡ
ｓ基板４６の面方位が（１００）面から［０１１］方向
に傾斜していることにより、（１１１）面がステップご
とに形成され、このステップごとに良好な層状成長がし
やすい結晶表面となっている。従って、この点において
も、結晶表面の凹凸の深さを大幅に低減でき、平坦性を
大幅に向上できる。In addition, according to this reference example , n-GaAs
Since the plane orientation of the s-substrate 46 is inclined from the (100) plane in the [011] direction, the (111) plane is formed for each step, and each step becomes a crystal surface on which good layer growth can be easily performed. ing. Therefore, also in this respect, the depth of the irregularities on the crystal surface can be significantly reduced, and the flatness can be greatly improved.

【００６９】この参考例の発光ダイオードは、特性では
波長６１００ｎｍの橙色発光ダイオードで従来例より発
光効率が２０％、信頼性も２０ｍＡ駆動時で６０℃条件
下において光度が半分となるまでの時間が２．０倍に増
加できることを確認できた。The light emitting diode of this reference example is an orange light emitting diode having a wavelength of 6100 nm and has a luminous efficiency of 20% and a reliability of 20 mA at a driving time of 20 mA. It was confirmed that it could be increased by 2.0 times.

【００７０】なお、この参考例においても、（Ａｌ_xＧ
ａ_1-x）_1-y Ｉｎ _y Ｐ（０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦１）の組成
比ｘ，ｙを、適宜変更しても上記同様の効果を奏するこ
とを確認できた。In this reference example , (Al _x G
_{a 1-x) 1-y} In y P (0 ≦ x ≦ 1,0 ≦ y ≦ 1) composition ratio x, the y, it was confirmed that even appropriately changed achieves the same effect as described above.

【００７１】（実施形態３） 図８は本発明半導体発光素子の実施形態３を示す。本実
施形態３も本発明をＡｌＧａＩｎＰ系の発光ダイオード
に適用した例を示す。本実施形態３の発光ダイオード
は、例えば、実施形態１の発光ダイオードとは、クラッ
ド層５５と窓層５６との間の中央部に電流阻止層５８を
設けた点が異なっている。以下に図８に基づき本実施形
態３の発光ダイオードの構造を製造プロセスとともに説
明する。( Embodiment 3 ) FIG. 8 shows Embodiment 3 of the semiconductor light emitting device of the present invention. Real truth
Embodiment 3 also shows an example in which the present invention is applied to an AlGaInP-based light emitting diode. The light emitting diode according to the third embodiment is different from the light emitting diode according to the first embodiment, for example, in that a current blocking layer 58 is provided at the center between the cladding layer 55 and the window layer 56. This embodiment is described below with reference to FIG.
The structure of the light emitting diode of the third embodiment will be described together with the manufacturing process.

【００７２】まず、ｎ−ＧａＡｓ基板５１上に、ｎ−Ｇ
ａＡｓバッファ層５２（例えば、Ｓｉ濃度５×１０¹⁷ｃ
ｍ^-3）を０．５μｍ、ｎ−（Ａｌ_xＧａ_1-x）_1-y Ｉｎ _y Ｐ
（０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦１）クラッド層５３（例えば、
ｘ＝１．０，ｙ＝０．５，Ｓｉ濃度５×１０¹⁷ｃｍ^-3）
を１．０μｍ、（Ａｌ_xＧａ_1-x）_1-y Ｉｎ _y Ｐ（０≦ｘ≦
１，０≦ｙ≦１）活性層５４（例えば、ｘ＝０．３８，
ｙ＝０．５）を０・５μｍ、ｐ−（Ａｌ_xＧａ_1-x）_1-y
Ｉｎ _y Ｐ（０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦１）クラッド層５５
（例えば、ｘ＝１．０，ｙ＝０．５，Ｚｎ濃度５×１０
¹⁷ｃｍ^-3）を１．０μｍ、ｎ−（Ａｌ_xＧａ_1-x）_1-y Ｉ
ｎ _y Ｐ（０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦１）電流阻止層５８（例
えば、ｘ＝０．２０，ｙ＝０．２０，Ｓｉ濃度５×１０
¹⁷ｃｍ^-3）を０．５μｍ、ｐ−（Ａｌ_xＧａ_1-x）_1-y Ｉ
ｎ _y Ｐ（０＜ｘ＜１，０＜ｙ＜１）窓層４６（例えば、
ｘ＝０．２０，ｙ＝０．２０，Ｚｎ濃度５×１０¹⁸ｃｍ
^-3）を５μｍ順次積層成長する。First, on an n-GaAs substrate 51, nG
aAs buffer layer 52 (for example, Si concentration 5 × 10 ¹⁷ c
m ^-3) of _{0.5μm, n- (Al x Ga 1} -x) 1-y In y P
(0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1) cladding layer 53 (for example,
x = 1.0, y = 0.5, Si concentration 5 × 10 ¹⁷ cm ⁻³ )
To 1.0 μm, (Al _x Ga _1-x ) _1-y In _y P (0 ≦ x ≦
1,0 ≦ y ≦ 1) active layer 54 (for example, x = 0.38,
y = 0.5) is 0.5 μm, p- (Al _x Ga _1-x ) _1-y
In _y P (0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1) cladding layer 55
(For example, x = 1.0, y = 0.5, Zn concentration 5 × 10
¹⁷ cm ^-3 ) to 1.0 μm, n- (Al _x Ga _1-x ) _1-y I
n _y P (0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1) current blocking layer 58 (for example, x = 0.20, y = 0.20, Si concentration 5 × 10
¹⁷ cm ^-3) of _{0.5μm, p- (Al x Ga 1} -x) 1-y I
n _y P (0 <x <1, 0 <y <1) window layer 46 (for example,
x = 0.20, y = 0.20, Zn concentration 5 × 10 ¹⁸ cm
^-3 ) is sequentially grown by 5 μm.

【００７３】なお、図８に示すように、電流阻止層５８
はクラッド層５５と窓層５６との間の中央部に形成され
ている。As shown in FIG. 8, the current blocking layer 58
Is formed at the center between the cladding layer 55 and the window layer 56.

【００７４】次に、ｎ−ＧａＡｓ基板５１の裏面全面に
ｎ型用の電極５１０を形成し、また、電流拡散層である
窓層５６の上面中央部にｐ型用の電極５１１を形成す
る。以上の工程を経て本実施形態５の発光ダイオードが
作製される。Next, an n-type electrode 510 is formed on the entire back surface of the n-GaAs substrate 51, and a p-type electrode 511 is formed at the center of the upper surface of the window layer 56 which is a current diffusion layer. Through the above steps, the light emitting diode of Embodiment 5 is manufactured.

【００７５】本実施形態３の発光ダイオードは、上記の
ように電流阻止層５８を設けているため、これにより、
電極５１から注入された電流は、例えば実施形態１の場
合に比べて窓層５６で更に拡がるので、光取り出し効率
を一層向上できる利点がある。In the light emitting diode of the third embodiment , the current blocking layer 58 is provided as described above.
Since the current injected from the electrode 51 is further expanded in the window layer 56 as compared with the case of the first embodiment, for example, there is an advantage that the light extraction efficiency can be further improved.

【００７６】また、本実施形態３では、（Ａｌ_xＧ
ａ_1-x）_1-yＩｎ_yＰ（ｘ＝０．３８，ｙ＝０．５０）活
性層５４（Ｅｇ＝２．０５ｅＶ）に対し、窓層５６にｐ
−（Ａｌ_xＧａ_1-x）_1-yＩｎ_yＰ（ｘ＝０．２０，ｙ＝
０．２０）を用いているため、窓層５６（Ｅｇ＝２．２
５ｅＶ）の方がバンドギャップが大きいので、活性層５
４で発光した光は窓層５６で吸収されることなく、上面
から取り出されることになる。In the third embodiment , (Al _x G
a _1-x ) _1-y In _y P (x = 0.38, y = 0.50) Active layer 54 (Eg = 2.05 eV)
− (Al _x Ga _1-x ) _1-y In _y P (x = 0.20, y =
0.20), the window layer 56 (Eg = 2.2)
5 eV) has a larger band gap, so that the active layer 5
The light emitted at 4 is taken out from the upper surface without being absorbed by the window layer 56.

【００７７】本実施形態３の発光ダイオードは、特性で
は波長５７０ｎｍの黄緑色発光ダイオードで従来例より
発光効率が３０％、信頼性も２０ｍＡ駆動時で６０℃条
件下において光度が半分となるまでの時間が２．５倍に
増加できることを確認できた。The light emitting diode according to the third embodiment is a yellow-green light emitting diode having a wavelength of 570 nm and has a luminous efficiency of 30% as compared with the conventional example. It was confirmed that the time could be increased by 2.5 times.

【００７８】（参考例） 図９は本発明半導体発光素子の参考例を示す。この参考
例も本発明をＡｌＧａＩｎＰ系の発光ダイオードに適用
した例を示す。この参考例の発光ダイオードは、例え
ば、実施形態３の発光ダイオードとは、クラッド層６５
と窓層６６との間の周辺部に電流阻止層６８を設けた点
が異なっている。以下に図９に基づきこの参考例の発光
ダイオードの構造を製造プロセスとともに説明する。( Reference Example ) FIG. 9 shows a reference example of the semiconductor light emitting device of the present invention. This reference
The example also shows an example in which the present invention is applied to an AlGaInP-based light emitting diode. Light emitting diode of this Example is, for example, the light emitting diode of the third embodiment, the cladding layer 65
A different point is that a current blocking layer 68 is provided in a peripheral portion between the current blocking layer 68 and the window layer 66. Hereinafter, the structure of the light emitting diode of this reference example will be described together with the manufacturing process with reference to FIG.

【００７９】まず、ｎ−ＧａＡｓ基板６１上に、ｎ−Ｇ
ａＡｓバッファ層６２（例えば、Ｓｉ濃度５×１０¹⁷ｃ
ｍ^-3）を０．５μｍ、ｎ−（Ａｌ_xＧａ_1-x）_1-y Ｉｎ _y Ｐ
（０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦１）クラッド層６３（例えば、
ｘ＝１．０，ｙ＝０．５，Ｓｉ濃度５×１０¹⁷ｃｍ^-3）
を１．０μｍ、（Ａｌ_xＧａ_1-x）_1-y Ｉｎ _y Ｐ（０≦ｘ≦
１，０≦ｙ≦１）活性層６４（例えば、ｘ＝０．１５，
ｙ＝０．５）を０．５μｍ、ｐ−（Ａｌ_xＧａ_1-x）_1-y
Ｉｎ _y Ｐ（０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦１）クラッド層６５
（例えば、ｘ＝１．０，ｙ＝０．５，Ｚｎ濃度５×１０
¹⁷ｃｍ^-3）を１．０μｍ、ｎ−（Ａｌ_xＧａ_1-x）_1-y Ｉ
ｎ _y Ｐ（０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦１）電流阻止層６８（例
えば、ｘ＝０．０１，ｙ＝０．０１，Ｓｉ濃度５×１０
¹⁷ｃｍ^-3）を０．５μｍ、ｐ−（Ａｌ_xＧａ_1-x）_1-y Ｉ
ｎ _y Ｐ（０＜ｘ＜１，０＜ｙ＜１）窓層４６（例えば、
ｘ＝０．２０，ｙ＝０．２０，Ｚｎ濃度５×１０¹⁸ｃｍ
^-3）を５μｍ順次積層成長する。First, on an n-GaAs substrate 61, n-G
aAs buffer layer 62 (for example, Si concentration 5 × 10 ¹⁷ c
m ^-3) of _{0.5μm, n- (Al x Ga 1} -x) 1-y In y P
(0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1) cladding layer 63 (for example,
x = 1.0, y = 0.5, Si concentration 5 × 10 ¹⁷ cm ⁻³ )
To 1.0 μm, (Al _x Ga _1-x ) _1-y In _y P (0 ≦ x ≦
1,0 ≦ y ≦ 1) active layer 64 (for example, x = 0.15,
y = 0.5) is 0.5 μm and p- (Al _x Ga _1-x ) _1-y
In _y P (0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1) cladding layer 65
(For example, x = 1.0, y = 0.5, Zn concentration 5 × 10
¹⁷ cm ^-3 ) to 1.0 μm, n- (Al _x Ga _1-x ) _1-y I
n _y P (0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1) current blocking layer 68 (for example, x = 0.01, y = 0.01, Si concentration 5 × 10
¹⁷ cm ^-3) of _{0.5μm, p- (Al x Ga 1} -x) 1-y I
n _y P (0 <x <1, 0 <y <1) window layer 46 (for example,
x = 0.20, y = 0.20, Zn concentration 5 × 10 ¹⁸ cm
^-3 ) is sequentially grown by 5 μm.

【００８０】なお、図９に示すように、電流阻止層６８
はクラッド層６５と窓層６６との間の図上左右両側の周
辺部に形成されている。As shown in FIG. 9, the current blocking layer 68
Are formed between the cladding layer 65 and the window layer 66 on the left and right sides in the figure.

【００８１】次に、ｎ−ＧａＡ基板６１の裏面全面にｎ
型用の電極６１０を形成し、また、電流拡散層である窓
層６６の上面の電流阻止層６８と対応する周辺部にｐ型
用の電極６１１を形成する。以上の工程を経てこの参考
例の発光ダイオードが作製される。Next, n is applied to the entire back surface of the n-GaAs substrate 61.
An electrode 610 for the mold is formed, and an electrode 611 for the p-type is formed on the upper surface of the window layer 66, which is the current diffusion layer, in the peripheral portion corresponding to the current blocking layer 68. Through the above steps, this reference
An example light emitting diode is made.

【００８２】この参考例では、上記のようにクラッド層
６５と窓層６６との間の周辺部に電流阻止層６８を設け
ているため、これにより、電極６１から注入された電流
は窓層６６で中央部に集中されるので、例えば実施形態
１に比べて光取り出し効率を一層向上できる利点があ
る。In this reference example , the current blocking layer 68 is provided in the peripheral portion between the cladding layer 65 and the window layer 66 as described above. Therefore, there is an advantage that the light extraction efficiency can be further improved as compared with the first embodiment, for example.

【００８３】また、この参考例では、（Ａｌ_xＧａ_1-x）
_1-yＩｎ_yＰ（ｘ＝０．１５，ｙ＝０．５０）活性層６４
（Ｅｇ＝２．０５ｅＶ）に対し、窓層６６にｐ−（Ａｌ
_xＧａ_1-x）_1-yＩｎ_yＰ（ｘ＝０．２０，ｙ＝０．２０）
を用いているため、窓層６６（Ｅｇ＝２．２７ｅＶ）の
方がバンドギャップが大きいので、活性層６４で発光し
た光は窓層６６で吸収されることなく、上面から取り出
されることになる。In this reference example , (Al _x Ga _{1 -x} )
_1-y In _y P (x = 0.15, y = 0.50) active layer 64
(Eg = 2.05 eV), p- (Al
_{x Ga 1-x) 1-} y In y P (x = 0.20, y = 0.20)
Is used, the window layer 66 (Eg = 2.27 eV) has a larger band gap, so that light emitted from the active layer 64 is extracted from the upper surface without being absorbed by the window layer 66. .

【００８４】この参考例の発光ダイオードは、特性では
波長５５０ｎｍの緑色発光ダイオードで従来例より発光
効率が３５％、信頼性も２０ｍＡ駆動時で６０℃条件下
において光度が半分となるまでの時間が２．７倍に増加
できることを確認できた。The light-emitting diode of this reference example is a green light-emitting diode having a wavelength of 550 nm and has a luminous efficiency of 35% and a reliability of 20 mA at a driving time of 20 mA. It was confirmed that it could be increased by 2.7 times.

【００８５】（その他の実施形態） 面方位が（１００）面から［０１１］方向に傾斜（例え
ば、１５度）しているｎ−ＧａＡｓ基板は、参考例以外
の他の実施形態に係る半導体発光素子にも適用すること
が可能である。また、組成については、各実施形態で例
示したものに限定されないことは勿論である。更に、構
造についても、各実施形態で例示したものに限定されな
いことは勿論である。(Other Embodiments) An n-GaAs substrate whose plane orientation is inclined (for example, 15 degrees) from the (100) plane in the [011] direction is a semiconductor light emitting device according to another embodiment other than the reference example. It is also possible to apply to an element. Further, the composition is, of course, not limited to those exemplified in each embodiment. Further, the structure is, of course, not limited to those exemplified in each embodiment.

【００８６】[0086]

【発明の効果】以上の本発明半導体発光素子によれば、
ＡｌＧａＩｎＰ系の半導体発光素子において、電流拡散
層（窓層）の材料として、（Ａｌ_xＧａ_1-x）_1-y Ｉｎ _y Ｐ
を用いる構成をとるので、結晶表面の凹凸の深さを窓層
としてＧａＰ層を用いる場合に比べて大幅に減少でき
る。According to the semiconductor light emitting device of the present invention described above,
In an AlGaInP-based semiconductor light emitting device, (Al _x Ga _{1 -x} ) _{1 -y} In _y P is used as a material of a current diffusion layer (window layer).
, The depth of the irregularities on the crystal surface can be greatly reduced as compared with the case where a GaP layer is used as the window layer.

【００８７】また、窓層としてＧａＰ層を用いる場合に
比べて、結晶欠陥の数を大幅に減少できる。The number of crystal defects can be greatly reduced as compared with the case where a GaP layer is used as the window layer.

【００８８】このため、本発明によれば、結晶性が大幅
に改善され、平坦性も大幅に改善されることになるの
で、発光効率及び信頼性が大幅に改善された半導体発光
素子を実現できる。Therefore, according to the present invention, since the crystallinity is greatly improved and the flatness is also greatly improved, it is possible to realize a semiconductor light-emitting device having greatly improved luminous efficiency and reliability. .

【００８９】また、特に、電流拡散層のバンドギャップ
を活性層よりも大きくする構成とすることにより、活性
層で発光した光は窓層で吸収されることなく、上面から
取り出されることになる。よって、その分、光取り出し
効率を向上できる。In particular, by making the band gap of the current spreading layer larger than that of the active layer, light emitted by the active layer is extracted from the upper surface without being absorbed by the window layer. Therefore, the light extraction efficiency can be improved accordingly.

【００９０】また、第２の電極が電流拡散層の中央部に
おける上面に形成され、第２の電極と対向する位置に電
流阻止層を形成する構成とすることにより、電極から注
入された電流は、この窓層で更に拡がるので、光取り出
し効率を一層向上できる利点がある。Further , the second electrode is formed on the upper surface at the center of the current diffusion layer, and the current blocking layer is formed at a position facing the second electrode, so that the current injected from the electrode can be reduced . Further, since the window layer is further expanded, there is an advantage that the light extraction efficiency can be further improved.

【００９１】また、周辺部に電流阻止層を設ける構成と
することによっても、電極から注入された電流は窓層で
中央部に集中されるので、光取り出し効率を一層向上で
きる利点がある。A structure in which a current blocking layer is provided in a peripheral portion,
By doing so, the current injected from the electrode is concentrated at the central portion in the window layer, and thus there is an advantage that the light extraction efficiency can be further improved.

【００９２】また、面方位が（１００）面から［０１
１］方向に傾斜した基板を用いる構成とすることによ
り、窓層の抵抗値を低減でき、半導体発光素子の駆動電
圧を低減できる利点がある。Further , the plane orientation is [01] from the (100) plane.
1] to be configured to use a substrate which is inclined in a direction
Therefore , there is an advantage that the resistance value of the window layer can be reduced and the driving voltage of the semiconductor light emitting element can be reduced.

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

【図１】本発明の実施形態１を示す、発光ダイオードの
断面図。FIG. 1 is a cross-sectional view of a light emitting diode according to a first embodiment of the present invention.

【図２】本発明の実施形態１を示す、（Ａｌ_xＧａ_1-x）
_1-yＩｎ_yＰ（ｘ＝０．０１，０≦ｙ≦１）層中のＩｎ組
成ｙに対する結晶表面の凹凸の深さの関係を示すグラ
フ。FIG. 2 shows Embodiment 1 of the present invention, (Al _x Ga _1-x ).
₆ is a graph showing the relationship between the In composition y in a _1-y In _y P (x = 0.01, 0 ≦ y ≦ 1) layer and the depth of irregularities on the crystal surface.

【図３】本発明の実施形態１を示す、（Ａｌ_xＧａ_1-x）
_1-y Ｉｎ _y Ｐ（０≦ｘ≦１，ｙ＝０．０１）層中のＡｌ組
成ｘに対する結晶欠陥の数（１ｃｍ²当たり）の関係を
示すグラフ。FIG. 3 shows Embodiment 1 of the present invention, (Al _x Ga _1-x )
₉ is a graph showing the relationship between the Al composition x in a _1-y In _y P (0 ≦ x ≦ 1, y = 0.01) layer and the number of crystal defects (per 1 cm ² ).

【図４】本発明の参考例を示す、発光ダイオードの断面
図。FIG. 4 is a cross-sectional view of a light-emitting diode showing a reference example of the present invention.

【図５】本発明の実施形態２を示す、発光ダイオードの
断面図。FIG. 5 is a cross-sectional view of a light-emitting diode, showing Embodiment 2 of the present invention.

【図６】参考例の発光ダイオードの断面図。FIG. 6 is a cross-sectional view of a light-emitting diode of a reference example.

【図７】その参考例における、III−Ｖ族の結晶表面を
表現したモデル図。FIG. 7 is a model diagram showing a III-V group crystal surface in the reference example.

【図８】本発明の実施形態３を示す、発光ダイオードの
断面図。FIG. 8 is a cross-sectional view of a light-emitting diode according to a third embodiment of the present invention.

【図９】本発明の他の参考例を示す、発光ダイオードの
断面図。FIG. 9 is a cross-sectional view of a light-emitting diode showing another reference example of the present invention.

【図１０】発光ダイオードの従来例を示す断面図。FIG. 10 is a sectional view showing a conventional example of a light emitting diode.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１、２１、３１、４１、５１、６１ ｎ−ＧａＡｓ基板 ２、２２、３２、４２、５２、６２ ｎ−ＧａＡｓバッ
ファ層 ３、２３、３３、４３、５３、６３ ｎ−（Ａｌ_xＧａ
_1-x）_1-yＩｎ_yＰクラッド層 ４、２４、３４、４４、５４、６４ （Ａｌ_xＧａ_1-x）
_1-yＩｎ_yＰ活性層 ５、２５、３５、４５、５５、６５ ｐ−（Ａｌ_xＧａ
_1-x）_1-yＩｎ_yＰクラッド層 ６、２６、３６、４６、５６、６６ ｐ−（Ａｌ_xＧａ
_1-x）_1-yＩｎ_yＰ窓層 １０、２１０、３１０、４１０、５１０、６１０ ｎ型
用の電極 １１、２１１、３１１、４１１、５１１、６１１ ｐ型
用の電極 ５８、６８ 電流阻止層1, 21, 31, 41, 51, 61 n-GaAs substrate 2, 22, 32, 42, 52, 62 n-GaAs buffer layer 3, 23, 33, 43, 53, 63 n- (Al _x Ga)
_1-x ) _1-y In _y P clad layer 4, 24, 34, 44, 54, 64 (Al _x Ga _1-x )
_1-y In _y P active layer 5, 25, 35, 45, 55, 65 p- (Al _x Ga
_{1-x) 1-y In} y P cladding layer 6,26,36,46,56,66 p- (Al _x Ga
_{1-x) 1-y In} y P window layer electrodes 58 and 68 current blocking layer for the electrode 11,211,311,411,511,611 p-type for 10,210,310,410,510,610 n-type

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−90020（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−335619（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−41537（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−212479（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−167486（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−283674（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−148189（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−214801（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 33/00 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)Continuation of front page (56) References JP-A-6-90020 (JP, A) JP-A-5-335619 (JP, A) JP-A-5-41537 (JP, A) JP-A-4-212479 (JP) JP-A-4-167486 (JP, A) JP-A-3-283674 (JP, A) JP-A-3-148189 (JP, A) JP-A-2-214801 (JP, A) Field surveyed (Int. Cl. ⁷ , DB name) H01L 33/00 JICST file (JOIS)

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】 基板上に活性層を含む発光部と電流拡散
層が形成されたＡｌＧａＩｎＰ系の半導体発光素子にお
いて、 前記電流拡散層が（Ａｌ_xＧａ_1-x）_1-yＩｎ_yＰ（ただ
し、ｘ＝ｙ＝０．０１、ｘ＝ｙ＝０．１、ｘ＝ｙ＝０．
２０のいずれか）である半導体発光素子。1. An AlGaInP-based semiconductor light emitting device having a light emitting portion including an active layer and a current diffusion layer formed on a substrate, wherein the current diffusion layer is composed of (Al _x Ga _{1 -x} ) _{1 -y} In _y P ( However
X = y = 0.01, x = y = 0.1, x = y = 0.
20 ). 【請求項２】 電流阻止層と、前記基板の裏面に形成さ
れた第１の電極と、前記電流拡散層の上に形成された第
２の電極とを更に備え、該第２の電極が該電流拡散層の
中央部における上面に形成され、該第２の電極と対向す
る位置に該電流阻止層が形成されている請求項１記載の
半導体発光素子。2. The semiconductor device according to claim 1, further comprising a current blocking layer, a first electrode formed on a back surface of the substrate, and a second electrode formed on the current diffusion layer. 2. The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein said current blocking layer is formed at a position facing said second electrode, said current blocking layer being formed on an upper surface in a central portion of said current diffusion layer. 【請求項３】 電流阻止層と、前記基板の裏面に形成さ
れた第１の電極と、前記電流拡散層の上に形成された第
２の電極とを更に備え、該第２の電極が該電流拡散層の
周辺部における上面に形成され、該第２の電極と対向す
る位置に該電流阻止層が形成されている請求項１記載の
半導体発光素子。3. The semiconductor device further comprises a current blocking layer, a first electrode formed on a back surface of the substrate, and a second electrode formed on the current diffusion layer, wherein the second electrode is 2. The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein said current blocking layer is formed at a position opposed to said second electrode and formed on an upper surface of a peripheral portion of said current diffusion layer. 【請求項４】 前記基板として、その面方位が（１０
０）面から［０１１］方向に傾斜しているものを用いる
請求項１〜請求項３のいずれかに記載の半導体発光素
子。4. A substrate having a plane orientation of (10)
The semiconductor light emitting device according to any one of claims 1 to 3, wherein the semiconductor light emitting device is used which is inclined from the (0) plane in the [011] direction. 【請求項５】 前記電流拡散層のエネルギーギャップが
前記活性層のエネルギーギャップよりも大きくなってい
る請求項１〜請求項４のいずれかに記載の半導体発光素
子。5. The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein an energy gap of the current diffusion layer is larger than an energy gap of the active layer. 【請求項６】 前記電流拡散層の結晶表面の凹凸の深さ
が全ての領域において２ｎｍ前後であり、結晶欠陥数が
５０個前後である請求項１記載の半導体発光素子。6. The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein the depth of the irregularities on the crystal surface of the current diffusion layer is about 2 nm in all regions, and the number of crystal defects is about 50. 【請求項７】 前記電流拡散層の不純物濃度が５×１０
¹⁸ｃｍ^-3である請求項１記載の半導体発光素子。7. The current diffusion layer having an impurity concentration of 5 × 10
^2. The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein the ^density is ¹⁸ cm ^-3 . 【請求項８】 前記電流拡散層の厚さが５μｍである請
求項１記載の半導体発光素子。8. The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein said current diffusion layer has a thickness of 5 μm.