JPH08148716A - Semiconductor light-emitting element and its manufacture - Google Patents
Semiconductor light-emitting element and its manufactureInfo
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- JPH08148716A JPH08148716A JP28033294A JP28033294A JPH08148716A JP H08148716 A JPH08148716 A JP H08148716A JP 28033294 A JP28033294 A JP 28033294A JP 28033294 A JP28033294 A JP 28033294A JP H08148716 A JPH08148716 A JP H08148716A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、半導体発光素子、特に
赤〜緑色の発光を高輝度で行う半導体発光素子とその製
造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor light emitting device, and more particularly to a semiconductor light emitting device which emits red to green light with high brightness and a method for manufacturing the same.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、発光ダイオード（以下「ＬＥＤ」
と略す）は、高輝度化が要求されるようになってきてい
る。例えば、屋外用ディスプレイや車のハイマウントス
トップランプ等の光源などでは、その傾向が著しい。2. Description of the Related Art Recently, a light emitting diode (hereinafter referred to as "LED")
Is abbreviated), there is a demand for higher brightness. For example, the tendency is remarkable in outdoor displays and light sources such as high mount stop lamps of cars.
【０００３】このようなＬＥＤの構造としては大別し
て、ＬＥＤ全体を同一結晶により構成する「ホモ接合」
と、異なる結晶を結合して形成されたｐ−ｎ接合から成
る「ヘテロ接合」がある。このヘテロ接合には、発光層
の片側のみにヘテロ接合が形成された「シングルヘテロ
（以下「ＳＨ」と略す）接合」と、発光層（活性層）を
禁制帯幅の大きなｐ型とｎ型のクラッド層でサンドイッ
チした構造を有する「ダブルヘテロ（以下「ＤＨ」と略
す）接合」が存在する。これらのうち、ＤＨ接合が最も
一般的であり、本願の説明もＤＨ接合で代表する。The structure of such an LED is roughly classified into "homojunction" in which the entire LED is made of the same crystal.
And "heterojunction" consisting of a pn junction formed by combining different crystals. This heterojunction includes a "single hetero (hereinafter abbreviated as" SH ") junction" in which a heterojunction is formed only on one side of the light emitting layer, and a light emitting layer (active layer) having a large forbidden band width of p-type and n-type. There is a "double hetero (hereinafter abbreviated as" DH ") junction" having a structure sandwiched by the clad layers. Of these, the DH junction is the most common, and the description of the present application is also represented by the DH junction.
【０００４】さて、従来のＤＨ接合を有する代表的なＬ
ＥＤは、図８に示すような構造を有している。同図のよ
うな構造は、ｎ−ＧａＡｓ基板２上に、ｎ−ＧａＡｓバ
ッファ層３を０．１μｍ、ｎ−Ｉｎ0.49（Ｇａ0.3Ａｌ
0.7）0.51Ｐクラッド層４を０．５μｍ、ノンドープＩ
ｎ0.49（Ｇａ0.7Ａｌ0.3）0.51Ｐ活性層５を０．４μ
ｍ、ｐ−Ｉｎ0.49（Ｇａ0.3Ａｌ0.7）0.51Ｐクラッド層
６を０．５μｍ、ｐ−Ａｌ0.7Ｇａ0.3Ａｓ層７を５μｍ
（キャリア濃度１×１０18ｃｍ-3）、ｐ−ＧａＡｓ層８
を０．４μｍ（キャリア濃度１×１０19ｃｍ-3）、それ
ぞれ有機金属化学気相成長（以下「ＭＯＣＶＤ」と略
す）法で連続成長して構成される。Now, a typical L having a conventional DH junction is used.
The ED has a structure as shown in FIG. The structure as shown in the figure has an n-GaAs buffer layer 3 of 0.1 μm and n-In 0.49 (Ga 0.3 Al) on the n-GaAs substrate 2.
0.7 ) 0.51 P clad layer 4 0.5 μm, undoped I
n 0.49 (Ga 0.7 Al 0.3 ) 0.51 P Active layer 5 0.4 μm
m, p-In 0.49 (Ga 0.3 Al 0.7 ) 0.51 P clad layer 6 0.5 μm, p-Al 0.7 Ga 0.3 As layer 7 5 μm
(Carrier concentration 1 × 10 18 cm −3 ), p-GaAs layer 8
Of 0.4 μm (carrier concentration 1 × 10 19 cm −3 ), each of which is continuously grown by a metal organic chemical vapor deposition (hereinafter abbreviated as “MOCVD”) method.
【０００５】その後、Ａｕ等の金属をｎ側（裏面）電極
１を蒸着し、次にｐ側（表面）電極９を蒸着する。この
蒸着の後、エッチングによってチップ上部中央に図示の
ようなコンタクト層８とｐ側電極を設ける。このｐ側電
極の形状は丸型或いは×型であり、ｐ−ｎ接合で発光し
た光が表面に出やすいようにするものである（例えば、
特開平４−２１２４７９号公報など）。After that, a metal such as Au is deposited on the n-side (back surface) electrode 1, and then on the p-side (front surface) electrode 9. After this vapor deposition, a contact layer 8 and a p-side electrode as shown in the figure are provided at the center of the upper part of the chip by etching. The shape of this p-side electrode is round or x-shaped so that the light emitted from the pn junction is easily emitted to the surface (for example,
JP-A-4-212479).
【０００６】なお、以上の工程の後の処理は、合金工
程、レジスト塗布、メサエッチング、レジスト除去、ダ
イシング、ダイボンディング、ワイヤボンシング、エポ
キシコートの順であり、いずれも本願の目的ではないの
で詳しい説明は割愛する。The treatments after the above steps are in the order of alloying step, resist coating, mesa etching, resist removal, dicing, die bonding, wire bonding, and epoxy coating, and none of them is the object of the present application. Detailed explanation is omitted.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
ような従来の構造の半導体発光素子とその製造方法で
は、ｐ側電極からの電流は、図８の破線で示すように、
ｐ側電極の直下を主に流れ、その発光した光はｐ側電極
によって遮られ、発光効率が低下するという問題点があ
る。However, in the semiconductor light emitting device having the above-described conventional structure and the manufacturing method thereof, the current from the p-side electrode is as shown by the broken line in FIG.
There is a problem that the light mainly flows just below the p-side electrode, and the emitted light is blocked by the p-side electrode, so that the light emission efficiency is reduced.
【０００８】本発明は上記の問題点を解決するもので、
発光効率の優れた半導体発光素子とその製造方法を提供
することを目的とする。The present invention solves the above problems.
An object of the present invention is to provide a semiconductor light emitting device having excellent luminous efficiency and a method for manufacturing the same.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の半導体発光素子は、ＡｌＧａＩｎＰ系の化
合物半導体を用いたｐｎ接合から成る発光部を有する半
導体発光素子において、光取り出し側の電極の一部をシ
ョットキー接合となるように形成したことを特徴とする
ものである。In order to achieve the above object, the semiconductor light emitting device of the present invention is a semiconductor light emitting device having a light emitting portion formed of a pn junction using an AlGaInP-based compound semiconductor, and is provided on the light extraction side. It is characterized in that a part of the electrode is formed so as to form a Schottky junction.
【００１０】また、本発明の半導体発光素子は、ＡｌＧ
ａＩｎＰ系の化合物半導体を用いたｐｎ接合から成る発
光部を有する半導体発光素子において、この素子の中央
部に形成したｐ型ＧａＡｓから成るコンタクト層と、こ
のコンタクト層の中央部に金属を蒸着して形成した第１
の金属層と、この第１の金属層の上部と周囲の少なくと
も一方に上記第１の金属層とは異種の金属で形成した第
２の金属層とを備え、上記コンタクト層と上記第１の金
属層の間にショットキー型障壁が成ることを特徴とする
ものでもある。The semiconductor light emitting device of the present invention is made of AlG.
In a semiconductor light emitting device having a light emitting part made of a pn junction using an aInP-based compound semiconductor, a contact layer made of p-type GaAs formed at the center of the device and a metal deposited on the center of the contact layer by vapor deposition. First formed
And a second metal layer formed of a metal different from the first metal layer on at least one of the upper portion and the periphery of the first metal layer, the contact layer and the first metal layer. It is also characterized in that a Schottky barrier is formed between the metal layers.
【００１１】さらにまた、本発明の半導体発光素子は、
ＡｌＧａＩｎＰ系の化合物半導体を用いたｐｎ接合から
成る発光部を有する半導体発光素子において、この素子
の中央部付近にドーナツ状に形成したｐ型ＧａＡｓから
成るコンタクト層と、このコンタクト層の中央部に金属
を蒸着して形成した電極層とを備え、上記コンタクト層
と上記電極層の間にオーミック接合、かつコンタクト層
下部のＰ型領域と上記電極層との間にショットキー型障
壁が成ることを特徴とするものでもある。Furthermore, the semiconductor light emitting device of the present invention is
In a semiconductor light emitting device having a light emitting part made of a pn junction using an AlGaInP compound semiconductor, a contact layer made of p-type GaAs formed in a donut shape near the center of the device, and a metal at the center of the contact layer. An ohmic junction between the contact layer and the electrode layer, and a Schottky barrier between the P-type region under the contact layer and the electrode layer. It is also what
【００１２】本発明の半導体発光素子の製造方法では、
ＡｌＧａＩｎＰ系の化合物半導体を用いたｐｎ接合から
成る発光部を形成するための結晶成長をさせるととも
に、その上層部にｐ型のＧａＡｓによる結晶層を形成す
る成長段階と、この結晶の中央部に金属を蒸着してショ
ットキー型障壁を有する第１の電極を形成する第１の電
極形成段階と、この第１の電極上および周囲に上記第１
の電極とは異種の金属による第２の電極を形成する第２
の電極形成段階と、この第２の電極、上記第１の電極及
び上記結晶層の周囲をエッチングによって除去する除去
段階とを備えるものである。In the method for manufacturing a semiconductor light emitting device of the present invention,
A crystal growth is performed to form a pn junction using an AlGaInP-based compound semiconductor, and a growth step of forming a crystal layer of p-type GaAs in an upper layer thereof and a metal at the center of the crystal. Forming a first electrode having a Schottky type barrier by vapor-depositing the first electrode, and forming the first electrode on and around the first electrode.
Forming a second electrode made of a metal different from that of the second electrode
And an removing step of removing the periphery of the second electrode, the first electrode and the crystal layer by etching.
【００１３】また、本発明の半導体発光素子の製造方法
では、ＡｌＧａＩｎＰ系の化合物半導体を用いたｐｎ接
合から成る発光部を形成するための結晶成長をさせる成
長段階と、この結晶の中央部をエッチングによって除去
してコンタクト層を形成するコンタクト形成段階と、こ
のコンタクト層に金属を蒸着してショットキー型障壁を
有する第１の電極を形成する第１の電極形成段階と、こ
の第１の電極および上記コンタクト層上に上記第１の電
極とは異種の金属によるｐ型の第２の電極を形成する第
２の電極形成段階と、この第２の電極の周辺をエッチン
グによって除去する除去段階とを備えるものである。Further, in the method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to the present invention, a growth stage for growing a crystal for forming a light emitting portion formed of a pn junction using an AlGaInP compound semiconductor, and a central portion of the crystal are etched. A step of forming a contact layer by removing the first electrode and a step of forming a first electrode having a Schottky barrier by evaporating a metal on the contact layer; A second electrode forming step of forming a p-type second electrode made of a metal different from the first electrode on the contact layer, and a removing step of removing the periphery of the second electrode by etching. Be prepared.
【００１４】さらにまた、本発明の半導体発光素子の製
造方法では、ＡｌＧａＩｎＰ系の化合物半導体を用いた
ｐｎ接合から成る発光部を形成するための結晶成長をさ
せる成長段階と、この結晶の中央部をエッチングによっ
て除去してコンタクト層を形成するコンタクト形成段階
と、このコンタクト層に金属を蒸着してｐ型電極を形成
する電極形成段階と、この表電極の周辺をエッチングに
よって除去する除去段階とを備えるものである。Furthermore, in the method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to the present invention, a growth stage for crystal growth to form a light emitting portion formed of a pn junction using an AlGaInP-based compound semiconductor, and a central portion of this crystal. The method includes a contact forming step of removing the contact layer by etching to form a contact layer, an electrode forming step of depositing a metal on the contact layer to form a p-type electrode, and a removing step of removing the periphery of the front electrode by etching. It is a thing.
【００１５】[0015]
【作用】このような構成によると、ｐ側電極の一部にシ
ョットキー接合が形成され、電極直下を流れる電流を制
限することとなる。これにより、電極の直下以外での発
光が増すこととなる。According to this structure, a Schottky junction is formed in a part of the p-side electrode, and the current flowing directly under the electrode is limited. As a result, light emission is increased except under the electrode.
【００１６】また、請求項２の構成によると、第２の電
極層に順方向電流を流しても、それに接触した第１の電
極層とコンタクト層との間にショットキー型障壁を成す
ため、電極直下を流れる電流を制限することとなる。こ
れにより、電極の直下以外での発光が増すこととなる。Further, according to the second aspect of the present invention, even if a forward current is applied to the second electrode layer, a Schottky barrier is formed between the first electrode layer and the contact layer in contact with the second electrode layer. The current flowing directly under the electrode will be limited. As a result, light emission is increased except under the electrode.
【００１７】また、請求項４の構成によると、電極層に
順方向電流を流しても電極中央部のコンタクト層以外の
Ｐ型領域との間にショットキー型障壁を成し、これによ
り電極直下を流れる電流を制限することとなる。これに
より、電極の直下以外での発光が増すこととなる。According to the structure of claim 4, even if a forward current is applied to the electrode layer, a Schottky type barrier is formed between the central portion of the electrode and the P-type region other than the contact layer. Will limit the current flowing through. As a result, light emission is increased except under the electrode.
【００１８】また、請求項６及び請求項７の製造方法に
よると、コンタクト層形成段階によって形成されたコン
タクト層と、第１の電極形成段階によって形成された第
１の電極との間にショットキー型障壁を成すこととな
る。According to the manufacturing method of the sixth and seventh aspects, the Schottky is provided between the contact layer formed in the contact layer forming step and the first electrode formed in the first electrode forming step. It will form a mold barrier.
【００１９】また、請求項８の製造方法によると、コン
タクト層形成段階によって形成されたコンタクト層と、
電極形成段階によって形成された電極との間にショット
キー型障壁を成すこととなる。According to the manufacturing method of claim 8, a contact layer formed in the contact layer forming step,
A Schottky barrier is formed between the electrode formed in the electrode formation step.
【００２０】[0020]
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら説明する。図１は、本発明の第１の実施例におけ
る半導体発光素子の断面図である。また、図２は、同実
施例における半導体発光素子の製造方法を示す図であ
る。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view of a semiconductor light emitting device according to a first embodiment of the present invention. Further, FIG. 2 is a diagram showing a method for manufacturing a semiconductor light emitting device in the same example.
【００２１】図１において、ｎ側電極１、ｎ−ＧａＡｓ
基板２、ｎ−ＧａＡｓバッファ層３、ｎ−ＡｌＧａＩｎ
Ｐクラッド層４、ノンドープＡｌＧａＩｎＰ活性層５、
ｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層６、ｐ−ＡｌＧａＡｓ層
７は、従来例におけるそれらと同一であり、詳しい説明
は、省略する。これらの層２〜７とコンタクト層８を形
成するためのｐ−ＧａＡｓの層が、図２の（ａ）に示し
た成長段階においてＭＯＣＶＤ法で連続的に結晶成長し
て構成される。In FIG. 1, the n-side electrode 1, n-GaAs
Substrate 2, n-GaAs buffer layer 3, n-AlGaIn
P clad layer 4, non-doped AlGaInP active layer 5,
The p-AlGaInP cladding layer 6 and the p-AlGaAs layer 7 are the same as those in the conventional example, and detailed description thereof will be omitted. These layers 2 to 7 and the p-GaAs layer for forming the contact layer 8 are formed by continuous crystal growth by MOCVD at the growth stage shown in FIG.
【００２２】この後、図２の（ｂ）に示す第１の電極形
成段階において、素子の中央部にＮｉを０．２〜０．４
μｍ程度蒸着してショットキー形成電極１０を形成す
る。これによりｐ−ＧａＡｓによるコンタクト層８との
間にはショットキー接合が形成されて、電子の流れには
ショットキー型障壁が発生する。これにより、この部分
にはその整流性によって順方向の電流が流れにくくな
る。After that, in the first electrode forming step shown in FIG. 2B, Ni is 0.2 to 0.4 in the central portion of the device.
The Schottky forming electrode 10 is formed by vapor deposition of about μm. As a result, a Schottky junction is formed between the contact layer 8 of p-GaAs and a Schottky barrier is generated in the electron flow. This makes it difficult for a forward current to flow in this portion due to its rectifying property.
【００２３】即ち、図１の破線に示したように、電極か
ら活性層５へ流れ込む電流は、ショットキー形成電極の
直下に流れる割合が少なくなる。That is, as shown by the broken line in FIG. 1, the proportion of the current flowing from the electrode to the active layer 5 immediately below the Schottky forming electrode is small.
【００２４】次に図２の（ｃ）に示す第２の電極形成段
階において、ｐ側電極９としてＡｕＢｅを０．５μｍ程
度蒸着し、このｐ側電極９とｐ−ＧａＡｓコンタクト層
８との間のオーム接触を十分に取る。この後、図２の
（ｄ）に示す除去段階において、エッチングによってｐ
側電極９の周囲を除去する。これは、ｐ−ＧａＡｓが活
性層５における発光光の吸収層となるためである。Next, in the second electrode forming step shown in FIG. 2C, AuBe is vapor-deposited by about 0.5 μm as the p-side electrode 9, and the p-side electrode 9 and the p-GaAs contact layer 8 are separated from each other. Make good ohmic contact. After this, in the removal step shown in FIG.
The periphery of the side electrode 9 is removed. This is because p-GaAs serves as an absorption layer for emitted light in the active layer 5.
【００２５】なお、ショットキー形成電極１０に用いる
金属は、Ｐｔ、Ｐｄ或いはＡｕＧｅ／Ｎｉ等でもよく、
ショットキー接合が形成されるならば、いかなる金属で
も良い。The metal used for the Schottky forming electrode 10 may be Pt, Pd, AuGe / Ni, or the like.
Any metal may be used as long as a Schottky junction is formed.
【００２６】以上のように、本実施例によれば、ショッ
トキー形成電極１０によりｐ側電極９の中央部から活性
層５へ流れる電流を制限することができ、素子の周辺部
を従来例に示した半導体発光素子よりも多く流れること
となる。これにより、発光光の取り出し効率を高めるこ
とができる。As described above, according to the present embodiment, the current flowing from the central portion of the p-side electrode 9 to the active layer 5 can be limited by the Schottky forming electrode 10, and the peripheral portion of the device can be changed to the conventional example. More current will flow than the semiconductor light emitting device shown. Thereby, the extraction efficiency of emitted light can be improved.
【００２７】図３は、本発明の第２の実施例における半
導体発光素子の断面図である。また、図４は、同実施例
における半導体発光素子の製造方法を示す図である。図
３において、ｎ側電極１、ｎ−ＧａＡｓ基板２、ｎ−Ｇ
ａＡｓバッファ層３、ｎ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層
４、ノンドープＡｌＧａＩｎＰ活性層５、ｐ−ＡｌＧａ
ＩｎＰクラッド層６、ｐ−ＡｌＧａＡｓ層７は、第１の
実施例におけるそれらと同一であり、詳しい説明は、省
略する。また、これらの層２〜７とコンタクト層８を形
成する図４の（ａ）に示した成長段階も第１の実施例に
おいて図２の（ａ）に示した成長段階と同一である。FIG. 3 is a sectional view of a semiconductor light emitting device according to the second embodiment of the present invention. Further, FIG. 4 is a diagram showing a method for manufacturing a semiconductor light emitting device in the same example. In FIG. 3, an n-side electrode 1, an n-GaAs substrate 2, and an n-G
aAs buffer layer 3, n-AlGaInP cladding layer 4, non-doped AlGaInP active layer 5, p-AlGa
The InP clad layer 6 and the p-AlGaAs layer 7 are the same as those in the first embodiment, and detailed description will be omitted. The growth stage shown in FIG. 4A for forming these layers 2 to 7 and the contact layer 8 is also the same as the growth stage shown in FIG. 2A in the first embodiment.
【００２８】この後、図４の（ｂ）に示すコンタクト形
成段階において、素子の中央部をエッチングによって除
去し、図４の（ｃ）に示す第１の電極形成段階におい
て、ＡｕＧｅ合金０．１μｍ、Ｎｉを０．０１μｍ程度
蒸着してショットキー形成電極１０を形成する。これに
よりｐ−ＧａＡｓによるコンタクト層８との間にはショ
ットキー接合が形成されて、電子の流れにはショットキ
ー型障壁が発生する。これにより、この部分にはその整
流性によって順方向の電流が流れにくくなる。After that, in the contact forming step shown in FIG. 4B, the central portion of the element is removed by etching, and in the first electrode forming step shown in FIG. 4C, the AuGe alloy of 0.1 μm is formed. , Ni is evaporated to about 0.01 μm to form the Schottky forming electrode 10. As a result, a Schottky junction is formed between the contact layer 8 of p-GaAs and a Schottky barrier is generated in the electron flow. This makes it difficult for a forward current to flow in this portion due to its rectifying property.
【００２９】即ち、図３の破線に示したように、電極か
ら活性層５へ流れ込む電流は、ショットキー形成電極の
直下に流れる割合が少なくなる。That is, as shown by the broken line in FIG. 3, the current flowing from the electrode to the active layer 5 is less likely to flow immediately below the Schottky forming electrode.
【００３０】次に図４の（ｄ）に示す第２の電極形成段
階において、ｐ側電極９としてＡｕＢｅを０．５μｍ程
度蒸着し、このｐ側電極９とｐ−ＧａＡｓコンタクト層
８との間のオーム接触を十分に取る。この後、図４の
（ｅ）に示す除去段階において、エッチングによってｐ
側電極９の周囲を除去する。これは、ｐ−ＧａＡｓが活
性層５における発光光の吸収層となるためである。Next, in the second electrode formation step shown in FIG. 4D, AuBe is vapor-deposited to a thickness of about 0.5 μm as the p-side electrode 9, and the p-side electrode 9 and the p-GaAs contact layer 8 are separated from each other. Make good ohmic contact. After this, in the removal step shown in FIG.
The periphery of the side electrode 9 is removed. This is because p-GaAs serves as an absorption layer for emitted light in the active layer 5.
【００３１】なお、ショットキー形成電極１０に用いる
金属は、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ或いはＡｕＧｅ、Ｎｉ等でも
よく、ショットキー接合が形成されるならば、いかなる
金属でも良い。The metal used for the Schottky forming electrode 10 may be Au, Pt, Pd, AuGe, Ni or the like, and may be any metal as long as a Schottky junction is formed.
【００３２】以上のように、本実施例によれば、ショッ
トキー形成電極１０によりｐ側電極９の中央部から活性
層５へ流れる電流を制限することができ、素子の周辺部
を従来例に示した半導体発光素子よりも多く流れること
となり、発光光の取り出し効率を高めることができると
いう第１の実施例における効果のみならず、更にｐ側電
極９を平面状に形成できるので、製造が容易となり安定
した品質を確保できるという効果がある。As described above, according to the present embodiment, the current flowing from the central portion of the p-side electrode 9 to the active layer 5 can be limited by the Schottky forming electrode 10, and the peripheral portion of the device can be changed to the conventional example. The semiconductor light emitting device has a larger amount of flowing current than the shown semiconductor light emitting device, and not only the effect in the first embodiment that the extraction efficiency of emitted light can be improved, but also the p-side electrode 9 can be formed in a planar shape, which facilitates manufacturing. This has the effect of ensuring stable quality.
【００３３】図５は、本発明の第３の実施例における半
導体発光素子の断面図である。また、図６は、同実施例
における半導体発光素子の製造方法を示す図である。図
５において、ｎ側電極１、ｎ−ＧａＡｓ基板２、ｎ−Ｇ
ａＡｓバッファ層３、ｎ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層
４、ノンドープＡｌＧａＩｎＰ活性層５、ｐ−ＡｌＧａ
ＩｎＰクラッド層６、ｐ−ＡｌＧａＡｓ層７は、第１の
実施例におけるそれらと同一であり、詳しい説明は、省
略する。また、これらの層２〜７とコンタクト層８を形
成する図６の（ａ）に示した成長段階も第１の実施例に
おいて図２の（ａ）に示した成長段階と同一である。FIG. 5 is a sectional view of a semiconductor light emitting device according to the third embodiment of the present invention. Further, FIG. 6 is a diagram showing a method for manufacturing a semiconductor light emitting device in the same example. In FIG. 5, n-side electrode 1, n-GaAs substrate 2, n-G
aAs buffer layer 3, n-AlGaInP cladding layer 4, non-doped AlGaInP active layer 5, p-AlGa
The InP clad layer 6 and the p-AlGaAs layer 7 are the same as those in the first embodiment, and detailed description will be omitted. The growth stage shown in FIG. 6A for forming these layers 2 to 7 and the contact layer 8 is also the same as the growth stage shown in FIG. 2A in the first embodiment.
【００３４】この後、図６の（ｂ）に示すコンタクト形
成段階において、素子の中央部をエッチングによって除
去し、図６の（ｃ）に示す電極形成段階において、Ａｕ
を蒸着してｐ側電極９を形成する。これによりｐ−Ｇａ
ＡｌＡｓ電流拡散層７との間にはショットキー接合が形
成されて、電子の流れにはショットキー型障壁が発生す
る。これにより、この部分にはその整流性によって順方
向の電流が流れにくくなり、図５の破線に示したよう
に、ｐ側電極９から活性層５へ流れ込む電流は、ショッ
トキー接合の部位の直下に流れることが少なくなる。Thereafter, in the step of forming a contact shown in FIG. 6B, the central portion of the element is removed by etching, and in the step of forming an electrode shown in FIG. 6C, Au is formed.
To form the p-side electrode 9. As a result, p-Ga
A Schottky junction is formed with the AlAs current diffusion layer 7, and a Schottky barrier is generated in the electron flow. This makes it difficult for a forward current to flow in this portion due to its rectifying property, and as shown by the broken line in FIG. Less flowing to.
【００３５】一方、ｐ側電極９は、キャリア濃度１×１
０19以上に高濃度にｐ型にドーピングされたＧａＡｓコ
ンタクト層８とも接しており、この部分ではオーム接触
が形成されており、順方向に電流が流れる。On the other hand, the p-side electrode 9 has a carrier concentration of 1 × 1.
It is also in contact with the GaAs contact layer 8 that is p-type doped with a high concentration of 0 19 or more, and an ohmic contact is formed in this portion, and a current flows in the forward direction.
【００３６】次に図６の（ｄ）に示す除去段階におい
て、エッチングによってｐ側電極９の周囲を除去する。
これは、ｐ−ＧａＡｓが活性層５における発光光の吸収
層となるためである。Next, in the removing step shown in FIG. 6D, the periphery of the p-side electrode 9 is removed by etching.
This is because p-GaAs serves as an absorption layer for emitted light in the active layer 5.
【００３７】なお、ｐ側電極に用いる金属は、Ａｕ、Ｐ
ｔ、Ｐｄ或いはＡｕＧｅ、Ｎｉ等でもよく、ショットキ
ー接合が形成されＡｌＧａＡｓ電流拡散層に対してｐ+
−ＧａＡｓコンタクト層とオーミック接合が形成される
ならば、いかなる金属でも良い。The metal used for the p-side electrode is Au, P
t, Pd, AuGe, Ni or the like may be used, and a Schottky junction is formed and p + with respect to the AlGaAs current diffusion layer.
Any metal may be used as long as it forms an ohmic contact with the -GaAs contact layer.
【００３８】以上のように、本実施例によれば、ｐ側電
極９の中央部から活性層５へ流れる電流を制限すること
ができ、素子の周辺部を従来例に示した半導体発光素子
よりも多く流れることとなり、発光光の取り出し効率を
高めることができるという効果のみならず、更に第１の
実施例及び第２の実施例に較べ、ショットキー形成電極
を省略できるので、製造が容易となり安定した品質を確
保できるという効果がある。As described above, according to the present embodiment, the current flowing from the central portion of the p-side electrode 9 to the active layer 5 can be restricted, and the peripheral portion of the element can be made smaller than that of the semiconductor light emitting element shown in the conventional example. As compared with the first and second embodiments, the Schottky forming electrode can be omitted, which facilitates the manufacture, as well as the effect that the emitted light extraction efficiency can be improved. This has the effect of ensuring stable quality.
【００３９】なお、以上の説明では、電極構造は、従来
例における丸型或いは×型とも特定していなかったが、
これらの内のいずれの形式でも良い。また、図７にしめ
すような構造としても良い。また、ＧａＡｓ基板上にＧ
ａＡｌＡｓ多層反射層またはＡｌＧａＩｎＰ多層反射層
を設けても良い。また、発光素子の構造はＤＨとした
が、ＳＨでもよいしホモ接合でも良い。In the above description, the electrode structure was not specified as the round type or the X type in the conventional example,
Any of these formats may be used. Further, the structure shown in FIG. 7 may be used. In addition, G on the GaAs substrate
An aAlAs multilayer reflective layer or an AlGaInP multilayer reflective layer may be provided. Although the structure of the light emitting element is DH, it may be SH or homojunction.
【００４０】[0040]
【発明の効果】以上のように本発明によれば、光取り出
し側の電極の一部をショットキー接合としたことによ
り、電極直下に流れる無用な発光電流を抑え、有効な発
光に寄与する素子側面部の電流を増やすことができる。
これにより、同じ電流を印加しても、発光する光量が増
加するので、素子全体の発光効率が向上する。As described above, according to the present invention, a part of the electrode on the light extraction side is formed as a Schottky junction, so that an unnecessary light emission current flowing directly under the electrode is suppressed and the element contributes to effective light emission. The current on the side surface can be increased.
As a result, even if the same current is applied, the amount of emitted light increases, so that the luminous efficiency of the entire device improves.
【００４１】また、請求項２の構成によれば、ショット
キー形成の第１の金属層によりｐ側電極の中央部から活
性層へ流れる電流を制限することができ、素子の周辺部
を多くの電流が流れることとなる。これにより、素子全
体の発光効率を高めることができる。According to the second aspect of the invention, the current flowing from the central portion of the p-side electrode to the active layer can be limited by the first metal layer of Schottky formation, and the peripheral portion of the element can be much An electric current will flow. Thereby, the luminous efficiency of the entire device can be improved.
【００４２】また、請求項４の構成によれば、請求項２
の効果のみならず、更に請求項２における第１の金属層
を省略できるので、製造が容易となり安定した品質を確
保できるという効果がある。According to the structure of claim 4, claim 2
In addition to the above effect, since the first metal layer in claim 2 can be omitted, there is an effect that manufacturing is facilitated and stable quality can be secured.
【００４３】また、請求項６の製造方法によれば、コン
タクト層形成段階によって形成されたコンタクト層と、
第１の電極形成段階によって形成された第１の電極との
間にショットキー型障壁を成すこととなり、ショットキ
ー型障壁を形成する第１の電極によりｐ側の第２の電極
の中央部から素子内の活性層へ流れる電流を制限するこ
とができ、素子の周辺部を多くの発光電流が流れること
となる。これにより、発光光の取り出し効率を高めた半
導体発光素子を製造することができる。According to the manufacturing method of claim 6, a contact layer formed in the contact layer forming step,
A Schottky barrier is formed between the first electrode formed by the first electrode formation step and the first electrode forming the Schottky barrier from the central portion of the second electrode on the p-side. The current flowing to the active layer in the element can be limited, and a large amount of light emitting current flows in the peripheral portion of the element. This makes it possible to manufacture a semiconductor light emitting device with improved emission efficiency of emitted light.
【００４４】また、請求項７の製造方法によれば、第２
の電極９を平面状に形成できるので、製造が容易となり
安定した品質を確保できるという効果がある。According to the manufacturing method of claim 7, the second
Since the electrode 9 can be formed in a flat shape, it is easy to manufacture, and stable quality can be secured.
【００４５】また、請求項８の製造方法によれば、更に
請求項６及び請求項７の製造方法に較べ、第１の電極を
形成する第１の電極形成段階を省略できるので、製造が
容易となり安定した品質を確保できるという効果があ
る。Further, according to the manufacturing method of the eighth aspect, as compared with the manufacturing methods of the sixth and seventh aspects, the first electrode forming step of forming the first electrode can be omitted, so that the manufacturing is easy. This has the effect of ensuring stable quality.
【図１】 本発明の第１の実施例における半導体発光素
子の断面図である。FIG. 1 is a sectional view of a semiconductor light emitting device according to a first embodiment of the present invention.
【図２】 同実施例における半導体発光素子の製造方法
を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a method for manufacturing a semiconductor light emitting device in the example.
【図３】 本発明の第２の実施例における半導体発光素
子の断面図である。FIG. 3 is a sectional view of a semiconductor light emitting device according to a second embodiment of the present invention.
【図４】 同実施例における半導体発光素子の製造方法
を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the method of manufacturing the semiconductor light emitting device in the example.
【図５】 本発明の第３の実施例における半導体発光素
子の断面図である。FIG. 5 is a sectional view of a semiconductor light emitting device according to a third embodiment of the present invention.
【図６】 同実施例における半導体発光素子の製造方法
を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a method for manufacturing a semiconductor light emitting device in the example.
【図７】 以上の実施例において使用するｐ側電極の一
例を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing an example of a p-side electrode used in the above examples.
【図８】 本発明の従来例における半導体発光素子の断
面図である。FIG. 8 is a sectional view of a semiconductor light emitting device in a conventional example of the present invention.
１ ｎ側電極 ２ ｎ−ＧａＡｓ基板 ３ ｎ−ＧａＡｓバッファ層 ４ ｎ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層 ５ ノンドープＡｌＧａＩｎＰ活性層 ６ ｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層 ７ ｐ−ＡｌＧａＡｓ電流拡散層 ８ ＧａＡｓコンタクト層 ９ ｐ側電極 １０ ショットキー形成電極 1 n-side electrode 2 n-GaAs substrate 3 n-GaAs buffer layer 4 n-AlGaInP clad layer 5 undoped AlGaInP active layer 6 p-AlGaInP clad layer 7 p-AlGaAs current diffusion layer 8 GaAs contact layer 9 p-side electrode 10 Schottky Forming electrode
Claims (8)
たｐｎ接合から成る発光部を有する半導体発光素子にお
いて、光取り出し側の電極の一部をショットキー接合と
なるように形成したことを特徴とする半導体発光素子。1. A semiconductor light emitting device having a light emitting portion formed of a pn junction using an AlGaInP-based compound semiconductor, wherein a part of the electrode on the light extraction side is formed to be a Schottky junction. Light emitting element.
たｐｎ接合から成る発光部を有する半導体発光素子にお
いて、 この素子の中央部に形成したｐ型ＧａＡｓから成るコン
タクト層と、 このコンタクト層の中央部に金属を蒸着して形成した第
１の金属層と、 この第１の金属層の上部と周囲の少なくとも一方に上記
第１の金属層とは異種の金属で形成した第２の金属層
と、を備え、上記コンタクト層と上記第１の金属層の間
にショットキー型障壁が成ることを特徴とする半導体発
光素子。2. A semiconductor light emitting device having a pn junction using an AlGaInP-based compound semiconductor, comprising a p-type GaAs contact layer formed in the center of the device and a center part of the contact layer. A first metal layer formed by vapor-depositing a metal, and a second metal layer formed of a metal different from the first metal layer on at least one of an upper portion and a periphery of the first metal layer. A semiconductor light emitting device, comprising a Schottky barrier between the contact layer and the first metal layer.
金属層の形状は、丸状の部位と、この丸状の部位の周囲
の四方に張り出した部位とから成る請求項２に記載の半
導体発光素子。3. The contact layer, the first metal layer and the second metal layer each have a shape of a round portion and a portion protruding in four directions around the round portion. Semiconductor light emitting device.
たｐｎ接合から成る発光部を有する半導体発光素子にお
いて、 この素子の中央部付近にドーナツ状に形成したｐ型Ｇａ
Ａｓから成るコンタクト層と、 このコンタクト層の中央部に金属を蒸着して形成した電
極層と、を備え、上記コンタクト層と上記電極層の間に
オーミック接合、かつコンタクト層下部のＰ型領域と上
記電極層との間にショットキー型障壁が成ることを特徴
とする半導体発光素子。4. A semiconductor light emitting device having a light emitting portion composed of a pn junction using an AlGaInP-based compound semiconductor, and a p-type Ga formed in a donut shape near the central portion of the device.
A contact layer made of As; and an electrode layer formed by vapor-depositing a metal in the central portion of the contact layer. An ohmic junction is formed between the contact layer and the electrode layer, and a P-type region under the contact layer is provided. A semiconductor light-emitting device comprising a Schottky barrier between the electrode layer and the electrode layer.
の部位と、この丸状の部位の周囲の四方に張り出した部
位とから成る請求項４に記載の半導体発光素子。5. The semiconductor light emitting device according to claim 4, wherein the contact layer and the electrode layer are formed of a round portion and a portion projecting in four directions around the round portion.
たｐｎ接合から成る発光部を形成するための結晶成長を
させるとともに、その上層部にｐ型のＧａＡｓによる結
晶層を形成する成長段階と、 この結晶の中央部に金属を蒸着してショットキー型障壁
を有する第１の電極を形成する第１の電極形成段階と、 この第１の電極上および周囲に上記第１の電極とは異種
の金属による第２の電極を形成する第２の電極形成段階
と、 この第２の電極、上記第１の電極及び上記結晶層の周囲
をエッチングによって除去する除去段階と、を備える半
導体発光素子の製造方法。6. A growth stage in which a crystal is grown to form a pn junction using an AlGaInP-based compound semiconductor and a crystal layer made of p-type GaAs is formed on an upper layer of the crystal growth. A first electrode forming step of forming a first electrode having a Schottky barrier by vapor-depositing a metal on the central portion of the first electrode, and forming a first electrode on and around the first electrode by a metal different from the first electrode. A method of manufacturing a semiconductor light emitting device, comprising: a second electrode forming step of forming a second electrode; and a removing step of removing the periphery of the second electrode, the first electrode and the crystal layer by etching.
たｐｎ接合から成る発光部を形成するための結晶成長を
させる成長段階と、 この結晶の中央部をエッチングによって除去してコンタ
クト層を形成するコンタクト形成段階と、 このコンタクト層に金属を蒸着してショットキー型障壁
を有する第１の電極を形成する第１の電極形成段階と、 この第１の電極および上記コンタクト層上に上記第１の
電極とは異種の金属によるｐ型の第２の電極を形成する
第２の電極形成段階と、 この第２の電極の周辺をエッチングによって除去する除
去段階と、を備える半導体発光素子の製造方法。7. A growth step in which a crystal is grown to form a pn junction using an AlGaInP-based compound semiconductor, and a contact formation is performed in which a central portion of the crystal is removed by etching to form a contact layer. A step of forming a first electrode having a Schottky barrier by vapor-depositing a metal on the contact layer, and a step of forming the first electrode on the first electrode and the contact layer. Is a method for manufacturing a semiconductor light emitting device, comprising a second electrode forming step of forming a p-type second electrode made of a different metal, and a removing step of removing the periphery of the second electrode by etching.
たｐｎ接合から成る発光部を形成するための結晶成長を
させる成長段階と、 この結晶の中央部をエッチングによって除去してコンタ
クト層を形成するコンタクト形成段階と、 このコンタクト層に金属を蒸着してｐ型電極を形成する
電極形成段階と、 この表電極の周辺をエッチングによって除去する除去段
階と、を備える半導体発光素子の製造方法。8. A growth stage in which a crystal is grown to form a pn junction using an AlGaInP-based compound semiconductor, and a central part of the crystal is removed by etching to form a contact layer. A method of manufacturing a semiconductor light emitting device, comprising: a step, an electrode forming step of depositing a metal on the contact layer to form a p-type electrode, and a removing step of removing the periphery of the front electrode by etching.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28033294A JPH08148716A (en) | 1994-11-15 | 1994-11-15 | Semiconductor light-emitting element and its manufacture |
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| JP28033294A JPH08148716A (en) | 1994-11-15 | 1994-11-15 | Semiconductor light-emitting element and its manufacture |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08148716A true JPH08148716A (en) | 1996-06-07 |
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ID=17623533
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|---|---|---|---|
| JP28033294A Pending JPH08148716A (en) | 1994-11-15 | 1994-11-15 | Semiconductor light-emitting element and its manufacture |
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|---|---|
| JP (1) | JPH08148716A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002099900A1 (en) * | 2001-05-31 | 2002-12-12 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | Light emitting element |
| JP2009033157A (en) * | 2007-07-12 | 2009-02-12 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Semiconductor chip and method of manufacturing the same |
| CN102760809A (en) * | 2012-07-31 | 2012-10-31 | 厦门乾照光电股份有限公司 | Light-emitting diode with N type substrate and manufacturing method thereof |
| JP2013179227A (en) * | 2012-02-29 | 2013-09-09 | Toshiba Corp | Semiconductor light emitting element |
-
1994
- 1994-11-15 JP JP28033294A patent/JPH08148716A/en active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002099900A1 (en) * | 2001-05-31 | 2002-12-12 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | Light emitting element |
| JP2009033157A (en) * | 2007-07-12 | 2009-02-12 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Semiconductor chip and method of manufacturing the same |
| JP2013179227A (en) * | 2012-02-29 | 2013-09-09 | Toshiba Corp | Semiconductor light emitting element |
| CN102760809A (en) * | 2012-07-31 | 2012-10-31 | 厦门乾照光电股份有限公司 | Light-emitting diode with N type substrate and manufacturing method thereof |
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