JPH03268360A

JPH03268360A - 半導体装置

Info

Publication number: JPH03268360A
Application number: JP2066677A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Kato; 一夫加藤; Mikio Takai; 幹夫高井
Original assignee: Glory Ltd
Current assignee: Glory Ltd
Priority date: 1990-03-16
Filing date: 1990-03-16
Publication date: 1991-11-29
Anticipated expiration: 2009-08-03
Also published as: JPH0658953B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明は、半導体装置に係り、特に他の素子との集積化
が可能なＳｏｌ構造の発光ダイオード素子（ＬＥＤ）に
関する。

（従来の技術）半導体技術の進歩に伴い、光センサの分野でも高機能化
が進められており、高集積化が望まれている。そしてＳ
Ｏ■構造の出現により、種々のデバイスの集積化が可能
となってきている。

しかしながら従来、発光ダイオード素子（ＬＥＤ）は単
体として用いるかあるいは混成集積回路に組み込まれて
用いられるかが常であった。

これは、発光ダイオード素子か、砒化ガリウム（ＧａＡ
ｓ）　、砒化アルミニウムガリウム（ＡＩＸＧａｌｘ　
Ａｓ）等の化合物半導体のｐｎ接合における電子と正孔
の再結合による発光を用いるものであるため、化合物半
導体層を絶縁層等の表面にエピタキシャル成長するのが
困難であるためである。

すなわち、このような化合物半導体はエピタキシャル成
長によって形成したものが用いられるが、格子定数の異
なる下地層上に化合物半導体層をエピタキシャル成長す
るのが極めて困難であることから、モノリシックな集積
回路は構築が困難であるとされていた。

最近、５ｔｅ２／Ｓｉ基板上にゲルマニウム（Ｇｅ）島
領域を形成し、この島領域上にＧａＡｓのｐｎ接合を利
用した発光ダイオード（ＬＥＤ）が提案されている（応
用物理学会誌Ｖｏ１．２２．Ｎｏ、７．Ｊｕｌｙ、１９
８３　ｐｐ、Ｌ４５０−Ｌ４５１）　、また、Ｇｅ島領
域上にＧａＡｓ層をエピタキシャル成長する方法につい
ても研究がなされている（米国材料学会誌Ｍａｔｅｒｉ
ａｌｓ　Ｒｅ５ｅａｒｃｈ　５ｏｃｉｅｔｙ　５ｙｓｐ
ｏｓｊｕ＊　Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ　Ｖｏｌ、５３１
９８６　ｐ１８１−１８８　）。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、上述したような集積回路上に発光ダイオ
ードを構築する場合、表面側のみがら電圧印加あるいは
光の取り出しを行わねばならず、電圧を接合界面に効率
よく印加することが困難である上、また、光を効率よく
導出するのも困難であり、発光効率の面からも、素子面
積の面からも実用的ではないという問題かあった。

本発明は前記実情に鑑みてなされたもので、他の素子と
の集積化が可能でかつ発光効率か高く占有面積の小さい
発光ダイオードを提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段）そこで本発明の発光ダイオード素子では、絶縁膜上にＧ
ｅ層を介して形成された第１導電型の高濃度の■−■化
合物半導体層上を互いに噛み合うような櫛歯状の第１領
域と第２領域とに分割し、第１領域にはコンタクト層を
介して第１の電極を形成すると共に、第２領域には高濃
度のλ／４多層膜からなる反射層を介して■−■化合物
半導体層からなるｐｎ接合を形成し、さらにこの上層に
コンタクト層を介して第２の電極を形成するようにして
いる。

すなわち本発明の発光ダイオード素子では、絶縁膜上に
Ｇｅ層を介して形成された第１導電型の高濃度の■−■
化合物半導体層と、この第１導電型の高濃度の■−■化
合物半導体層上に櫛歯状の第１の電極形成領域を残して
選択的に、■−■化合物半導体多層膜からなる反射層と
、第１導電型の■−■化合物半導体層と、第２導電型の
■−■化合物半導体層と、第２導電型の高濃度の■−■
化合物半導体層とを順次積層せしめ、さらに前記第１導
電型および第２導電型の高濃度の■−ｖ化合物半導体層
に、それぞれ第１および第２の電極を配設し、第１およ
び第２の電極間に所定の電圧を印加することにより、前
記第１および第２の導電型の■−■化合物半導体層間の
ｐｎ接合から、光を放出せしめるようにしている。

また、本発明では、絶縁膜上にＧｅ層を介して形成され
た第１導電型の高濃度の■−ｖ化合物半導体層と、第１
導電型の■−■化合物半導体のλ／４多層膜からなる反
射層を形成し、この反射層上をミアンダ状に形成された
トレンチによって第２電極を含むダイオード形成領域と
、第１電極形成領域とに分割し、ダイオード形成領域に
は第１導電型のｍ−ｖ化合物半導体層と、第２導電型の
■−■化合物半導体層と、第２導電型の高濃度の■−■
化合物半導体層と、第２電極とを順次積層する一方、第
１電極形成領域には、反射層上に第１導電型の高濃度の
■−■化合物半導体層を介して第１電極とを形成し、第
１および第２の電極間に所定の電圧を印加することによ
り、第１および第２の導電型の■−■化合物半導体層間
のｐｎ接合から、光を放出せしめるようにしている。

（作用）上記構成によれば、絶縁膜上に形成したＧｅ島領域上に
■−■化合物半導体層を形成し、この上層に■−■化合
物半導体からなるλ／４多層膜を用いた反射層を形成し
、この上層にｐｎ接合を構成する半導体層を形成してい
るため、極めて整合性よく各層を形成することができ、
格子欠陥の発生も抑制され、良好な発光を生せしめるこ
とができる。

また、このλ／４多層膜の存在により発光した光は前方
へ導かれ、効率の向上をはかることがてきる。

さらにまた、ミアンダ状の分割領域を残して互いに噛み
合うような櫛歯状に電極（コンタクト）を形成している
ため、ｐｎ接合への電圧の供給か極めて効率よく均一に
行われる。

このようにして、基板の一方の面のみから電圧供給を行
うことができると共に、■−■化合物半導体からなる多
層膜によって光を効率よく表面方向に導出することがで
きる。

以上のように、絶縁膜上に高特性の発光ダイオードを形
成することができるため、他の素子との集積化が可能で
あり、絶縁膜の下部に受光素子、信号処理回路などを集
積化することができ、モノリシックな多機能デバイスの
形成が可能となる。

（実施例）以下、本発明の実施例について図面を参照しつつ詳細に
説明する。

実施例１この発光装置は、第１図（ａ）に要部を示すように、信
号処理回路等、他の素子の作り込まれたシリコン基板１
の表面を覆う酸化シリコン膜２上に、帯域溶融再結晶化
法（ＺＭＲ）法によって形成されたゲルマニウム（Ｇｅ
）島領域３上に高濃度のｎ十型＾１　ｘ　Ｇａ＋−ｘ　
Ａｓ層４　（ｘ−０，３５）が形成され、この上層に、
櫛歯状をなすようにＧａＡｓ層と＾１ｘＧａ１−　ｙ、
　Ａｓ層とのλ／４多層膜５からなる反射膜、ｎ型Ａｌ
　ｘ　Ｇａ＋−ｘＡＳ層６、ｐ型ＡＩ　Ｘ　Ｇａ＋−Ｘ
　Ａｓ層７、高濃度のｐ型ＡＩＸ　Ｇａ１−　ｘ　Ａｓ
層８が順次形成され、この上層に櫛歯状をなすように上
部電極９が形成され、さらにこの上部電極下のｐ型頭域
の櫛歯の間に位置するようにｎ＋型＾Ｉ　Ｘ　Ｇａ１−
　Ｘ　Ａｓ層層上上直接同様の櫛歯状の下部電極１ｏが
配設され、発光波長λ−６６００■の発光ダイオードを
構成してなるものである。

なお、ｐ型＾１ｘＧａｌ−ＸＡＳＡｓ層に形成される上
部電極９は金−ゲルマニウム（＾ｕ−Ｇｅ　）　テ構成
すれ、ｎ＋型Ａｌｘ　Ｇａ＋−ｘ　Ａｓ層層上上形成さ
れる下部電極１０は金−亜鉛（Ａｕ−Ｚｎ　）で構成さ
れている。

また、反射膜としてのλ／４多層膜５は、第１図（ｂ）
に要部を拡大して示すように膜厚λ／４のｎ串型ＧａＡ
ｓ層５ａとｎ＋型ＡＩ　Ｘ　Ｇａｔ−ｘ　Ａｓ層（ｘ−
０，３５）５ｂとを交互に３０層積層して形成したもの
で、膜厚の４倍の波長を持つ光を選択的に反射する性質
を持つものである。

なお第１図では、電極表面を覆う絶縁膜および配線パタ
ーンは省略した。

次に、この発光装置の製造方法について説明する。

まず、第２図（ａ）に示すようにシリコン基板１内に、
所定の素子領域（図示せず）を形成した後、スパッタリ
ング法、ＣＶＤ法等を用いて酸化シリコン膜２を形成し
た後、真空蒸着法によりゲルマニウム膜３を形成しバタ
ーニングし、さらにこの上層を、スパタリング法および
ＥＢ蒸着法で順次形成した２つの膜からなるるキャッピ
ング用の酸化シリコン膜Ｃによって被覆する。

この後、第２図（ｂ）に示すように、１０　””Ｔｏｒ
ｒ程度の真空中で、この基板を下部ヒータＨ１上で所定
の温度まで加熱した後、ストリップ状の上部ヒータＨ２
を用いて狭帯域を加熱溶融し、このストリップ状の上部
ヒータＨ２を動かし、微小領域づつ再結晶化させていく
ようにする。このとき再結晶化された領域は通常粒界を
伴って単結晶成長するが、セルフシード法またはフィル
タリング法等によってこの粒界の発生、成長を抑制する
ことができる。

続いて、第２図（Ｃ）に示すように、分子線エピタキシ
ー（ＭＢＥ）法によって膜厚０．３μ−の高濃度のｎ十
型Ａｌ　ｘ　Ｇａ１−　ｘ　Ａｓ層４、膜厚１６５人の
ＧａＡｓ層と膜厚１６５ＡのＡｔ　ｘ　Ｇａｔ−ｘ　Ａ
ｓ層とを交互に計３０層積層してなる反射膜としてのλ
／４多層膜５、膜厚１．０μｓのｎ型Ａｌ　Ｘ　Ｇａ１
−　ｘ　Ａｓ層６、膜厚０．７μｓのｎ型Ａｌ　ｘ　Ｇ
ａｔ−ｘ　Ａｓ層７、膜厚０．３μｓの高濃度のｎ型Ａ
ｌ　ｘ　Ｇａ１−　ｘ　Ａｓ層８を順次堆積する。

この後、第２図（ｄ＞に示すように、フォトリソグラフ
ィ法によって形成したレジストパターンＲを介して反応
性イオンエツチング法により、前記λ／４多層膜５、ｎ
型Ａｌ　Ｘ　Ｇａｔ−ｘ　Ａｓ層６、ｐ型＾Ｘ　Ｇａ１
−　ｘ　Ａｓ層７、高濃度のｎ型Ａｌ　Ｘ　Ｇａ１−　
ｘ　Ａｓ層８を櫛歯状にバターニングする。このときｎ
中型Ａ１ｘ　Ｇａ１−　ｘ　Ａｓ層４も深さ０．２μ相
まて残して除去する。

そして、このレジストパターンをそのままにして、１２
％のＧｅを含有する＾ｕ−Ｇｅ層を真空蒸着法により堆
積し下部電極１０を形成し４５０℃の窒素雰囲気中で２
．５分加熱し急冷する。この後、第２図（ｅ）に示すよ
うに、レジストパターンを剥離除去し、再び上部電極形
成領域に窓を有するレジストパターンを形成してＡｕ−
Ｇｅ層を真空蒸着法により堆積しく基板温度は２５０℃
とする）、リフトオフ法によりバターニングし、５００
℃のフォーミングガス中で２分加熱し、上部電極９を形
成する。同様にしてＡｕ−Ｚｎ層からなる下部電極１０
を形成する。

さらに、第２図（ｆ）に示すように、ＣＶＤ法により、
酸化シリコン膜１１を堆積し、電極取り出し用の窓Ｗｌ
　、Ｗ２を形成し、真空蒸着法により膜厚０．５μｍの
アルミニウム層を堆積してパタニングし配線層１２を形
成して、第１図に示した発光装置が完成する。

このようにして形成された発光装置は、酸化シリコン膜
上にＺＭＲ法によって形成されたＧｅ島領域３の存在に
より、この上に、極めて整合性よくＡｔ　ｘ　Ｇａｔ−
ｘ　Ａｓ　（ｘ−０，３５）が形成されており、欠陥の
ない良好なエピタキシャル成長層内に発光ダイオードが
形成されているため、高特性を得ることが可能である。

ここてＧｅの格子定数は５．６６ｎｍであるのに対し、
＾１×ｃａ＋−ｘ＾ｓ　（ｘＪ、３５）の格子定数もこ
れと一致するため、極めて整合性の良好な＾Ｉ　Ｘ　Ｇ
ａ１−　Ｘ　Ａｓ層を形成することができる。

このように本発明によれば、絶縁膜の下部に受光素子、
信号処理回路などを集積化する一方で、絶縁膜の上層に
は高特性の発光ダイオードを形成することができ、モノ
リンツクな多機能デバイスの形成が可能となる。

また、この発光ダイオードは、基板の一方の面のみから
電圧供給を行うことができると共に、電極が互いにかみ
合うような櫛歯状をなしているため、ｎ型Ａｌ　Ｘ　Ｇ
ａ１−　Ｘ　Ａｓ層とｎ型Ａｌ　ｘ　Ｇａｔ−ｘ　Ａｓ
層との間に最も効率よく電界をかけることができる。

さらに、ｎ　＋　ＡＩＸ　Ｇａ１−　Ｘ　Ａｓ層とｎ　
＋　ＧａＡｓ層との多層膜をｎ型Ａｌ　Ｘ　Ｇａ１−　
Ｘ　Ａｓ層と、このｎ型ＡｌｘＧａ１−　Ｘ　Ａｓ層へ
のコンタクトのための高濃度のＡｌｘＧａ１−　ｘ　Ａ
ｓ層との間に介在させており、界面での欠陥の発生もな
く光を効率よく表面方向に導出することができる。また
、この多層膜は高濃度のｎ十層からなり、コンタクト層
としての役割をもなしている。

ところで、発光ダイオードの発光波長は、ｐｎ接合を構
成する半導体層のバンドギャップ（Ｅｌ）によってきま
り、その波長とバンドギャップ（Ｅ、）との関係は次式
（１）によってあられされる。

Ｅ、　　（ｅＶ）　　＝１．　２３９８／λ　（ｎｗ）
−（１）この式（１）から、必要とする波長を得るため
に必要なバンドギャップが得られる。

ここで発光波長λ−６６００■を得るために必要なバン
ドギャップは式（１）から、Ｅよ　（ｅＶ）−１，８７
８５ｅＶとなる。

Ａｌ　ｘ　Ｇａ＋−ｘ　Ａｓは混晶比Ｘによってノくン
ドギャ・ツブが変化する。

この混晶比Ｘとバンドギャップとの関係は、遷移の状態
が直接遷移である範囲０＜ｘ＜０．４５の範囲では温度
２９７Ｋにおいては、次式（２）％式％（２）この式にＥ　ｔ　　（ｅ　Ｖ　）　＝　１　、８７８５
　ｅ　Ｖを代入すると、Ｘ−０，３５が得られる。

さらに、Ａｌ　ｘ　Ｇａ＋−Ｘ　Ａｓでは混晶比Ｘによ
って屈折率も変化する。混晶比ｘ−０，３５の場合、屈
折率は約３．３２である。

したがって、この多層膜の反射率は、（第１図（ｂ）参
照）　、ＧａＡｓ層４、ｎ　＋　Ａｌｘ　Ｇａ１−　Ｘ
　Ａｓ層５ａ。

ｎ　＋　ＧａＡｓ層５ｂ、ｎ型Ａｌ　ｘ　Ｇａ＋−ｘ　
Ａｓ層６の屈折パラメータをそれぞれｎｌ、ｎ２．ｎ３
．ｎｌとし、層数をＮとしたとき次式（３）で表される
。

ここではｎｌ−３，６６ｎ２−３．３２ｎ３−３．６６ｎ（＝３．３２であるから、これらの値を式（３）に代入して数値計算
を行うことにより、Ｎ−３０以上としたとき反射率がほ
ぼ１となることがわかる。

このように、多層膜の組成は発光層およびコンタクト層
の組成に応じて格子整合性が最も良好となるように選択
すれば良く、例えばＡｌｘ　Ｇａ１−　Ｘ　Ａｓ（ｘ−
０，３５）に格子定数が近いものとしてはＧａＡｓ層の
他、セレン化亜鉛（ＺｎＳｅ：屈折率ｎ−２゜６６）、
砒化アルミニウム（ＡＩＡｓ：屈折率ｎ−３゜１７８）
などがある。また、Ｉｎｘ　Ｇａ１−　ｘ＾５ｙＰ１ｙ
、（Ａｌｘ　Ｇａ＋−ｘ　）　ｙ　Ｉｎ＋−ｙ　Ｐなど
の４元系の化合物半導体も有効である。

これらのうち４種の多層膜（ｉａＡｓ／　Ｚｎ５ｅ、　
ＧａＡｓ／＾１＾５ＳＡＩＧａＡｓ／　ＧａＡｓ、　Ｇ
ａＡｓ層　ＡｌＧａＡｓの膜数Ｎと反射率との関係を第
３図に示す。

このように、多層膜の構成材料の組成に応じて膜数を適
宜決定すれば、所望の反射率を得ることができることが
分かる。

また、多層膜の組成を選択することにより、これをバッ
ファ層として、他の組成比の発光層を整合性よく形成し
、異なる発光波長の発光ダイオードを得ることも可能で
ある。

実施例２次に本発明の第２の実施例について説明する。

この発光装置は、多層膜５まで達するように形成された
トレンチＴを介して互いにかみあうような櫛歯状をなす
ようにｎ型領域とｐ型領域とが分離され、ｎ型電極１９
とｐ型電極２０とが同一面上すなわち同一高さに形成さ
れていることを特徴とするもので、上記構成に加え、ｐ
ｎ接合を構成する半導体層をＧａＡｓ層−ｘＰ×（ｘ−
０，３９）とした他は、実施例１の発光ダイオードと同
様である。

すなわち、他の素子の作り込まれたシリコン基板１の表
面を覆う酸化シリコン膜２上に、帯域溶融再結晶化法（
ＺＭＲ）法によって形成されたゲルマニウム（Ｇｅ）島
領域３上に形成された高濃度のｎ型＾１　ｘ　Ｇａ１−
　ｘ　Ａｓ層４が形成され、この上層に、ＧａＡｓ層と
Ａｌｘ　Ｇａ１−　ｘ　Ａｓ層とのλ／４多層膜５から
なる反射膜、ＧａＡＳｉ−Ｘ　Ｐ　Ｘ組成傾斜層５−　
　ｎ型ＧａＡｓ１−　ｘ　Ｐ　ｘ層１６、ｐ型ＧａＡｓ
１−　ｘ　Ｐ　ｘ層１７、高濃度のｐ型ＧａＡｓ１−Ｘ
ＰＸ層１８が順次形成され、この上層に櫛歯状をなすよ
うにｐ型電極１９が形成され、さらにこの櫛歯の間に位
置する高濃度のｎ中型ＧａＡｓ１−　ｘ　Ｐ　ｘ層１４
からなるコンタクト層上に同様の櫛歯状のｎ型電極２ｏ
が配設され、発光波長λ−６５０ｎｍの発光ダイオード
を構成してなるものである。

次に、この発光装置の製造方法について説明する。

まず、実施例１と同様、シリコン基板１内に、所定の素
子領域（図示せず）を形成した後、スパッタリング法、
ＣＶＤ法等を用いて酸化シリコン膜２を形成した後、真
空蒸着法によりゲルマニウム膜３を形成しバターニング
し、さらにこの上層をキャッピング用の酸化シリコン膜
によって被覆する（スパタリング法およびＥＢ蒸着法）
。

この後、１０−６Ｔｏｒｒ程度の真空中で、この基板を
下部ヒータ上１上で所定の温度まで加熱した後、ストリ
ップ状の上部ヒータＨ２を用いて狭帯域を加熱溶融し、
このストリップ状の上部ヒータＨ２を動かし、微小領域
づつ再結晶化させていくようにする。

ここまでは実施例１と同様である。

続いて、第５図（ａ）に示すように、分子線エピタキシ
ー（ＭＢＥ）法によって膜厚０．３μ圀の高濃度のｎ型
＾１ｘＧａ１−×＾５（ｘ−０，４）層４、膜厚１６２
．５人のＧＩＬＡＳ層と膜厚１６２．５人のＡＩＸ　Ｇ
ａ＋−ｘ　Ａｓ　（ｘ　−０，４）層とを交互に計３０
層積層してなる反射膜としてのλ／４多層膜５、膜厚２
５μ讃のｎ型ＧａＡｓ＋−ｘ　Ｐ　ｘ組成傾斜層（ｘ−
０−０，４）５−１膜厚５０μ幅のｎ型ＧａＡｓ１−　
ｘ　ＰＸ層１６を堆積する。

この後、第５図（ｂ）に示すように、フォトリソグラフ
ィ法によって櫛歯状のマスクＭを形成しこのマスクを介
して、深さ０．７までＺｎイオンをイオン注入し、さら
に表面を高濃度にイオン注入し、ｎ型ＧａＡｓ１−　ｘ
　Ｐ　ｘ層１６の上部を膜厚０．４μｓのｐ型ＧａＡｓ
１−　Ｘ　Ｐ　Ｘ層１７、膜厚０．３μｍの高濃度のｐ
型ＧａＡｓ１−　ｘ　Ｐ　ｘ層１８と化す。

この後、第５図（Ｃ）に示すように、フォトリソグラフ
ィ法によって形成したレジストパターンを介してレーザ
アシストＫＯＨエツチング法により前記λ／４多層膜５
に達するように、前記イオン注入領域の外形に沿ってト
レンチＴを形成し、ｐ型領域ｐとｎ型頭域ｎに分離する
。

そして、第５図（ｄ）に示すように、ｎ型頭域ｎのｎ型
ＧａＡｓ１−　ｘ　Ｐ　ｘ層１６の表面にｎ型イオンを
イオン注入しｎ　＋　ＧａＡｓ層−ｘ　Ｐ　ｘ層１４と
する。

そして、＾ｕ−８Ｉ層を真空蒸着法により堆積しｎ型電
極１９を形成し４２５℃の水素雰囲気中で２゜５分加熱
し急冷する。この後、ｐ型電極形成領域に窓を有するレ
ジストパターンを形成して４１層を真空蒸着法により堆
積しく基板温度は２５０℃とする）、リフトオフ法によ
りバターニングし、５００℃のフォーミングガス中で２
分加熱し、ｎ型電極２０を形成する。

そして実施例１と同様にして配線を形成し、第４図に示
した発光装置が完成する。

この発光装置によれば、表面電極が同一表面上にあるた
め、実施例１の効果に加えて、配線が容易である。

ここてＧｅ層層上上ｎ＋＾Ｉ％Ｇａ＋−Ｘ＾Ｓ層４を介
してλ／４多層膜５を形成したが、直接Ｇｅ層層上上λ
／４多層膜５を形成してもよい。

なお、前記２つの実施例において発光装置の各半導体層
は、基板上にエピタキシャル成長させる必要があり、こ
のエピタキシャル成長法としては、ここで用いた分子線
エピタキシー法（ＭＢＥ法）の他、ガスソース分子線エ
ピタキシー法（ＧＳＭＢＥ法）、有機金属気相成長法（
ＭＯＣＶ　Ｄ法）、液相成長法（ＬＰＥ法）等が用いら
れる。

また、各半導体層の組成は、下地との格子整合性および
発光色を考慮し、適宜変更可能である。

また、多層膜の組成を調整することにより、反射層とし
ての作用に加え、ｎ型層とコンタクト層との格子不整合
を緩和するためのバッファ層としての作用を持たせるこ
とも可能である。

さらにまた、必要に応じて発光界面を構成する半導体層
と多層膜との間に組成傾斜層を介在させ伝導帯をなめら
かにつなぐようにすることによりさらに高効率の発光ダ
イオードを得ることが可能となる。

なお、各半導体層の不純物濃度や厚さについては、実施
例に限定されることなく必要に応じて適宜変更可能であ
る。

加えて、その他、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で
種々変形して実施することが可能である。

〔効果〕

以上説明してきたように、本発明によれば、絶縁膜上に
Ｇｅ層を介して形成された第１導電型の高濃度の■−ｖ
化合物半導体層と、この第１導電型の高濃度の■−■化
合物半導体層上に櫛歯状の第１の電極形成領域を残して
選択的に、■−ｖ化合物半導体多層膜からなる反射層と
、第１導電型の■−■化合物半導体層と、第２導電型の
■−■化合物半導体層と、第２導電型の高濃度の■−■
化合物半導体層とを順次積層せしめ、さらに前記第１導
電型および第２導電型の高濃度の■−Ｖ化合物半導体層
に、それぞれ第１および第２の電極を配設し、第１およ
び第２の電極間に所定の電圧を印加することにより、前
記第１および第２の導電型の■−■化合物半導体層間の
ｐｎ接合から、光を放出せしめるようにしているため、
他の素子との集積化が可能となり、格子不整合による欠
陥もなく高効率のモノリシックな多機能デバイスが形成
可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例の発光装置を示す図、第
２図（ａ）乃至第２図（ｅ）は同発光装置の製造工程を
示す図、第３図は多層膜の膜数と反射率との関係を示す
図、第４図は本発明の第２の実施例の発光装置を示す図
、第５図（ａ）乃至第５図（ｄ）は同発光装置の製造工
程を示す図である。１・・・シリコン基板、２・・・酸化シリコン膜、３・
・・ゲルマニウム（Ｇｅ）島領域、４・・・ｎ中型＾１
ｘＧａ１×ＡＳ層、５・・・λ／４多層膜、５−　・＝
　ｎ型ＧａＡＳＩ−ＸＰ×組成傾斜層、６−ｎ型Ａｌ　
ｘＧａｌ−Ｘ　Ａｓ層、７・・・ｐ型＾Ｉ　Ｘ　Ｇａ１
−　ｘ　Ａｓ層、８−＝　ｐ十型Ａｔ　ｘ　Ｇａ１−　
ｘ　Ａｓ層、９・・・上部電極、１ｏ・・・下部電極、
１１・・・酸化シリコン膜、１２−・・配線層、１４−
ｎ＋　ＧａＡｓ１−）（Ｐ　ｘ層、１６−＝　ｎ型Ｇａ
Ａｓ＋−ｘ　Ｐ　ｘ層、１７　・＝　ｐ型ＧａＡｓ１−
ｘＰｘ層、１８−ｐ十型ＧａＡｓ＋−ｘ　Ｐ　ｘ層、１
９・・・ｐ型電極、２０・・・ｎ型電極。第２図（ザ０１）第４図第５図（予の１）第５図（！の２）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）基板表面に形成された絶縁層上にゲルマニウム（
Ｇｅ）層を介して形成された第１導電型の高濃度のIII
−Ｖ化合物半導体層と、前記第１導電型の高濃度のIII−Ｖ化合物半導体層上に、櫛歯状の第１の電極形成領域を残して選択
的に順次形成されたIII−Ｖ化合物半導体のλ／４多層
膜からなる反射層と、第１導電型のIII−Ｖ化合物半導
体層と、第２導電型のIII−Ｖ化合物半導体層と、第２
導電型の高濃度のIII−Ｖ化合物半導体層と、さらに前記第１導電型および第２導電型の高濃度のIII−Ｖ化合物半導体層にそれぞれ形成された
第１および第２の電極とを具備し、前記第１および第２の電極間に所定の電圧を印加することにより、前記第１および第２の導電型の
III−Ｖ化合物半導体層間のｐｎ接合から、光を放出せ
しめるようにしたことを特徴とする半導体装置。
（２）前記第１導電型の高濃度のIII−Ｖ化合物半導体
層は、砒化ガリウム（ＧａＡｓ）層であることを特徴と
する請求項（１）記載の半導体装置。
（３）前記第１導電型の高濃度のIII−Ｖ化合物半導体
層は、砒化アルミニウムガリウム（Ａｌ＿ｘＧａ＿１＿
ｘＡｓ）層であることを特徴とする請求項（１）記載の
半導体装置。
（４）前記ｐｎ接合を構成するIII−Ｖ化合物半導体層
はＡｌ＿ｘＧａ＿１＿−＿ｘＡｓ層であることを特徴と
する請求項（１）乃至請求項（３）のいずれかに記載の
半導体装置。
（５）前記λ／４多層膜はＧａＡｓとＡｌ＿ｘＧａ＿１
＿−＿ｘＡｓとの繰り返しによる多層膜であることを特
徴とする請求項（１）乃至請求項（４）のいずれかに記
載の半導体装置。
（６）基板表面に形成された絶縁層上にＧｅ層を介して
形成された第１導電型の高濃度のIII−Ｖ化合物半導体
層と、前記第１導電型の高濃度のIII−Ｖ化合物半導体層上に形成されたIII−Ｖ化合物半導体のλ／４多
層膜からなる反射層と、前記反射層上にミアンダ状に形成されたトレンチによって第２電極を含むダイオード形成領域と、
第１電極形成領域とに分割せしめられ、前記ダイオード
形成領域は第１導電型のIII −Ｖ化合物半導体層と、第２導電型のIII−Ｖ化合物半
導体層と、第２導電型の高濃度のIII−Ｖ化合物半導体
層と、第２電極とが順次積層され、前記第１電極形成領
域は、前記反射層上に第１導電型の高濃度のIII−Ｖ化合物半導体層を介して
第１電極とを具備し、前記第１および第２の電極間に所定の電圧を印加することにより、前記第１および第２の導電型の
III−Ｖ化合物半導体層間のｐｎ接合から、光を放出せ
しめるようにしたことを特徴とする半導体装置。