(57)【要約】  下記の特徴を備える光電半導体素子が開示される。  動作中に正面（７）から電磁放射を放出する光電半導体素子において、前記電磁放射の発生に適した活性部位（４）を有する半導体層列（１）と、前記半導体層列（１）上に形成されて、半導体層列（１）を機械的に支持するとともに、自立性と導電性を有し、かつ、前記光電半導体素子の放射に対して透過性を有する、機械的支持層（１０）を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
動作中に正面（７）から電磁放射を放出する光電半導体素子において、
前記電磁放射の発生に適した活性部位（４）を有する半導体層列（１）と、
前記半導体層列上に形成されて、前記半導体層列（１）を機械的に支持するとともに、自立性と導電性を有し、かつ、前記半導体素子の放射に対する透過性を有する、機械的支持層（１０）を備える
ことを特徴とする光電半導体素子。
【請求項２】
前記支持層（１０）は、前記半導体層列（１）の、前記光電半導体素子の正面（７）から離れた側に配置されている
ことを特徴とする請求項１に記載の光電半導体素子。
【請求項３】
前記活性部位（４）は、前記支持層（１０）と前記光電半導体素子の正面（７）の間に配置されている
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の光電半導体素子。
【請求項４】
前記支持基板は、前記半導体層列の反射率より小さい反射率を有する
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の光電半導体素子。
【請求項５】
前記半導体層列（１）は、エピタキシャルに形成されている
ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の光電半導体素子。
【請求項６】
前記支持層は、蒸着法又は塗布法で形成される
ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の光電半導体素子。
【請求項７】
前記支持層（１０）は、透明酸化物導電体（ＴＣＯ）のグループに由来する材料で構成される
ことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の光電半導体素子。
【請求項８】
前記支持層（１０）は、スパッタリングあるいはゾル-ゲルプロセスを使って、エピタキシャルに取付けられる
ことを特徴とする請求項６または７に記載の光電半導体素子。
【請求項９】
前記支持層（１０）は、５０μｍ以上かつ１００μｍ以下の厚さを有する
ことを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載の光電半導体素子。
【請求項１０】
前記半導体層列（１）と前記支持層（１０）の間に、ＴＣＯ接触層（１３）が配置され、    
前記ＴＣＯ接触層（１３）は、前記半導体層列（１）と前記支持層（１０）を電気的に接触させるとともに、  
前記ＴＣＯ接触層（１３）は、透明酸化物導電体（ＴＣＯ）のグループに由来する材料で構成される
ことを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１項に記載の光電半導体素子。
【請求項１１】
前記ＴＣＯ接触層（１３）は、前記支持層（１０）の厚さより、１桁ないし２桁小さい厚さを有する
ことを特徴とする請求項１０に記載の光電半導体素子。
【請求項１２】
前記ＴＣＯ接触層（１３）は、１μｍ以上かつ５μｍ以下の厚さを有する
ことを特徴とする請求項１０に記載の光電半導体素子。
【請求項１３】
前記光電半導体素子の前記放射を反射する反射層が、前記半導体層列（１）の活性部位（４）と前記支持層（１０）の間に配置される
ことを特徴とする請求項１ないし１２のいずれか１項に記載の光電半導体素子。
【請求項１４】
前記反射層はＤＢＲ鏡（１１）（分布ブラッグ反射鏡）である
ことを特徴とする請求項１３に記載の光電半導体素子。
【請求項１５】
背面（８）が、前記光電半導体素子の正面の反対側に配置されるとともに、
前記背面（８）は金属層（１４）を有する
ことを特徴とする請求項１ないし１４のいずれか１項に記載の光電半導体素子。
【請求項１６】
前記金属層（１４）は、前記光電半導体素子の前記放射を反射するように形成されている
ことを特徴とする請求項１５に記載の光電半導体素子。
【請求項１７】
前記正面（７）は凹凸面を有する
ことを特徴とする請求項１ないし１６のいずれか１項に記載の光電半導体素子。
【請求項１８】
透明酸化物導電体（ＴＣＯ）のグループに由来する材料で構成される電流拡散層（２）が、前記半導体層列（１）の前記光電半導体素子の前記正面（７）に対向する面に配置される
ことを特徴とする請求項１ないし１７のいずれか１項に記載の光電半導体素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光電半導体素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に、成長基板上でエピタキシャルに形成された半導体層列を備える放射放出半導体素子が、開示されている。一般に、前記成長基板は積層の内部で発生する電磁放射の一部を吸収するので、分離結合手段を使って、前記エピタキシャル層列を分離キャリア体に固定して、前記成長基板を取り外すことが、前記特許文献１で提案されている。
【０００３】
【特許文献１】欧州特許出願公開第０９０５７９７号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、前記分離結合手段を使って、前記エピタキシャル層列を前記分離キャリア体に固定して、前記成長基板を取り外す場合には、比較的複雑な工程を要する。また、それに加えて、前記工程では、前記半導体層列が損傷する危険もある。
【０００５】
そこで、本発明は、良好な放射効率を備えるとともに、簡単な手順で製造できる光電半導体素子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的は、請求項１に記載した特徴を備える光電半導体素子によって達成される。また、この半導体素子の有益な発展例と具体例は、従属請求項２ないし１８に記載されている。
【０００７】
本発明に係る光電半導体素子は、正面から電磁放射を放出する光電半導体素子であって、次の特徴を備える。：
−  前記電磁放射の発生に適した活性部位を有する半導体層列、
−  前記半導体層列上に形成されて、前記半導体層列を機械的に支持するとともに、自立性と導電性を有し、前記光電半導体の放射に対する透過性を有する機械的支持層
【０００８】
先行技術に係る半導体素子とは対照的に、請求項１に記載の特徴を備える半導体素子は、前記半導体層列から分離してばらばらになるキャリア体と、前記半導体層列を機械的に保持する成長基板が不要になるという利点がある。その代わりに、導電性と自立性を備える支持層、つまり、補助手段なしで機械的に保持される支持層が、前記半導体層列の上に形成されるが、この支持層は前記半導体素子の放射に対して透過性を有する。また、別個に生成される分離キャリア体に比べて、この支持層は、とりわけ簡単な方法で前記半導体層列に取り付けられるので、例えば、前記特許文献１の薄膜半導体素子に比べて、請求項１に記載の特徴を備える半導体素子は、より簡単に製造できる。
【０００９】
また、前記支持層は導電性を有するので、前記支持層を経由して、半導体素子を簡単な方法で、例えば、電導性接着材あるいは半田を使って、電気的に接続することができる。
【００１０】
さらに、前記支持層は半導体素子の放射に対して透過性を有するように構成されているので、半導体層列の動作中に発生する放射が、全く吸収されない、あるいは比較的少量が吸収されるに留まるという利点がある。このため、吸収性基板、例えば、成長基板を有する半導体素子に比べて、半導体素子の放射効率は高くなる。
【００１１】
特に好適な実施態様においては、前記支持層は前記半導体層列の上、あるいは前記半導体層列の後側の、半導体素子の前記正面から離れた場所に配置される。そのため、前記半導体層列を連続的なプロセスで製造することができる。
【００１２】
あるいは、前記支持層を前記半導体層列の中に配置してもよい。そうすれば、前記支持層の両面に、前記半導体層列の半導体層が隣接する。また、半導体素子の正面に至る経路において、前記放射が突き抜けなければならない素材の厚さを小さくするために、前記半導体層列の前記活性部位を、前記半導体素子の正面と前記支持層の間に配置してもよい。
【００１３】
前記支持層は、前記半導体層列の反射率より低い反射率を有すると特に望ましい。疑わしい場合は、前記半導体層列の反射率は、前記半導体層列全体の平均値であると理解されるべきである。実際、前記半導体層列の放射発生部位を前記支持層と前記半導体素子の前記正面の間に配置すると、前記活性部位で発生して前記支持層と前記半導体層列の境界面に入射する電磁放射の大部分は、そこで反射して前記半導体層列に戻るので、前記電磁放射が前記支持層を突き抜けないという利点が生じる。なお、光電半導体素子の材料として従来から知られている半導体材料に比べて、著しく低い反射率を有する材料に、例えば、透明酸化物導電体があるが、この透明酸化物導電体については、後で詳しく説明する。
【００１４】
好適な一実施例において、前記半導体素子の前記半導体層列はエピタキシャルに形成される。
【００１５】
放射光を発生するためには、前記半導体素子の前記活性部位に、ｐｎ接合、ダブルへテロ構造、単一量子井戸を備えるとよい。あるいは、多重量子井戸構造を備えると更によい。この場合、” 量子井戸構造”という名称は、量子井戸構造の次元について、なんら特定するものではない。つまり、” 量子井戸構造”は、量子井戸、量子細線、あるいは量子ドット、及びこれらの組み合わせを包含するものである。
【００１６】
前記半導体層列は、例えば、窒素化合物半導体材料、燐化合物半導体材料あるいは砒素化合物半導体材料のようなＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体材料を基礎とする。
【００１７】
この場合において、” 窒素化合物半導体材料を基礎とする”とは、前記半導体層列の少なくとも一部が窒素/III化合物半導体材料、望ましくは、下記の化学式で表される材料で構成されることを意味する。
【００１８】
ＡｌｎＧａｍＩｎ１−ｎ−ｍＮ  ただし、０≦ｎ≦１，０≦ｍ≦１，ｎ＋ｍ≦１
【００１９】
また、この場合、この材料は必ずしも上記の化学式に対して数学的に正確な構造を備える必要はない。このＡｌｎＧａｍＩｎ１−ｎ−ｍＮ材料の物理的な特性を本質的に変化させなければ、多少の不純物や付加構造があってもよい。簡単に言えば、上記の化学式は、（Ａｌ，Ｇａ，Ｉｎ，Ｎ）の結晶格子の基本構造を示すものであって、少量の部分を他の物質に置き換えることができるということである。
【００２０】
同様に、前記の場合において、”燐化合物半導体材料を基礎とする”とは、前記半導体層列の少なくとも一部が燐/III化合物半導体材料、望ましくは、下記の化学式で表される材料で構成されることを意味する。
【００２１】
ＡｌｎＧａｍＩｎ１−ｎ−ｍＰ  ただし、０≦ｎ≦１，０≦ｍ≦１，ｎ＋ｍ≦１
【００２２】
また、この場合、この材料も必ずしも上記の化学式に対して数学的に正確な構造を備える必要はない。このＡｌｎＧａｍＩｎ１−ｎ−ｍＰ材料の物理的な特性を本質的に変化させなければ、多少の不純物や付加構造があってもよい。簡単に言えば、上記の化学式は、（Ａｌ，Ｇａ，Ｉｎ，Ｐ）の結晶格子の基本構造を示すものであって、少量の部分を他の物質に置き換えることができるということである。
【００２３】
同様に、前記の場合において、”砒素化合物半導体材料を基礎とする”とは、前記半導体層列の少なくとも一部が砒素/III化合物半導体材料、望ましくは、下記の化学式で表される材料で構成されることを意味する。
【００２４】
ＡｌｎＧａｍＩｎ１−ｎ−ｍＡｓ  ただし、０≦ｎ≦１，０≦ｍ≦１，ｎ＋ｍ≦１
【００２５】
また、この場合、この材料も必ずしも上記の化学式に対して数学的に正確な構造を備える必要はない。このＡｌｎＧａｍＩｎ１−ｎ−ｍＡｓ材料の物理的な特性を本質的に変化させなければ、多少の不純物や付加構造があってもよい。簡単に言えば、上記の化学式は、（Ａｌ，Ｇａ，Ｉｎ，Ａｓ）の結晶格子の基本構造を示すものであって、少量の部分を他の物質に置き換えることができるということである。
【００２６】
特に好適な実施例においては、前記支持層は、透明酸化物導電体（ＴＣＯと略記する）のグループに由来する材料で構成される。名称から明らかなように、これらの酸化物は電流を通すとともに、電磁放射、特に可視光線に対して透明である。
【００２７】
透明酸化物導電体は、一般には、例えば、酸化亜鉛、酸化錫、酸化カドミウム、酸化チタン、酸化インジウムあるいは酸化インジウム錫（ＩＴＯ）のような金属酸化物である。例えば、ＺｎＯ，ＳｎＯ２あるいはＩｎ２Ｏ３のような二元の金属酸化物に加えて、例えば、Ｚｎ２ＳｎＯ４，ＺｎＳｎＯ３，ＭｇＩｎ２Ｏ４，ＧａＩｎＯ３，Ｚｎ２Ｉｎ２Ｏ５あるいはＩｎ４Ｓｎ３Ｏ１２のような三元の金属酸化物、あるいは異なる透明酸化物導電体の混合物が前記透明酸化物導電体のグループに含まれる。また、前記透明酸化物導電体は化学量論的構成が共通している必要はない。また、ｎ-ドープあるいはｐ-ドープを施してもよい。
【００２８】
一実施例において、前記支持層は、蒸着法あるいは塗布法、例えば、エピタキシャルプロセス、スパッタリングあるいはゾル−ゲルプロセスによって着膜されたＴＣＯを備える。
【００２９】
前記支持層は、前記半導体素子の機械的な信頼性を保証するに十分な厚さ以上にはしないほうが望ましい。これは、一方では、前記半導体素子の製造時間を短縮するためであり、また他方では、前記半導体素子を可能な限り薄くするためでもある。
【００３０】
前記支持層の厚さは、５０μｍ以上かつ１００μｍ以下にするのが望ましい。
【００３１】
好適な一実施例において、透明酸化物導電体から構成されるＴＣＯ接触層が、前記半導体層列と前記支持層の間に配置される。この場合、前記支持層も透明酸化物導電体のグループに由来する材料で構成されているので、前記半導体層列と前記支持層の間の電気的接触が改善される。また、改善された前記半導体層列と前記支持層の間の電気的接触は、オームの電流−電圧特性を有する。前記ＴＣＯ接触層は、前記支持層に比べて著しく薄くするのがよい。前記ＴＣＯ接触層の厚さは、前記支持層の厚さに対して１桁から２桁小さくするのが望ましい。前記ＴＣＯ接触層の厚さを１μｍと５μｍの間にすると、さらに望ましい。前記ＴＣＯ接触層および、ＴＣＯ材料で構成される前記支持層を備える場合において、両者に同一のＴＣＯ材料が含まれる必要はないし、同一の方法で透明酸化物導電体を成膜する必要もない。むしろ、これらの透明酸化物導電体はそれぞれに要求される機能に応じて、別個に選ぶことができる。
【００３２】
さらに好適な実施例において、前記半導体素子の放射を反射する反射層が、前記半導体層列の前記活性部位と前記半導体素子の背面、つまり前記半導体素子の正面の反対側の間に、配置される。また、前記反射層は前記半導体層列と前記支持層の間に配置されると、特に望ましい。このような反射層は、前記半導体層列から放出されて前記支持層に向かう放射を前記半導体層列に戻す反射の改善に使われる。その結果、前記半導体素子の放射効率が改善される。
【００３３】
この場合、前記反射層は複数の層で構成されてもよい。また、例えば、面の一部にだけは反射層が形成されてもよいし、横方向に構成された部分に構成されてもよい。
【００３４】
さらに好適な実施例においては、分布ブラッグ反射鏡（”ＤＢＲ鏡”と略記する）が前記反射層として使用される。ＤＢＲ鏡は、反射率が高い層と低い層を交互に積み重ねて構成される。そして、ＤＢＲ鏡は、その上面に垂直に入射する放射光を反射する。前記支持層が前記半導体層列よりも低い反射率を有すると、前記前記支持層と前記半導体層列の境界面に斜めに入射する放射光は、一般に前記境界面で反射するが、前記境界面に垂直に入射する放射光は前記支持層を突き抜けてしまうので、前記半導体素子の放射出力に寄与しない。そのため、前記半導体層列の活性部位と前記支持層の間にＤＢＲ鏡を配置すると、前記半導体素子の放射効率の向上に好都合である。
【００３５】
前記反射層を前記半導体層列の活性部位と前記支持層の間に配置することに加えて、あるいはその代わりに、前記半導体素子の背面に金属層を備えてもよい。前記金属層は、第一に、前記半導体層列の活性部位と前記支持層の間に配置された前記反射層のように、放射を前記半導体素子の正面に向けるので、放射効率が向上する。第二に、前記金属層は、一般に、前記半導体素子の背面と導電性接着剤あるいは半田の間の電気的接触を改善する。なお前記導電性接着剤あるいは半田は、前記半導体素子をハウジングあるいは回路基板に実装するために多用される。
【００３６】
前記半導体素子の正面を凹凸にすると更によい。前記半導体素子の正面の凹凸は、前記半導体素子の表面での多重反射を減少させるので、放射の送出の改善に役立つ。また、放射をより高効率で送出するために、前記半導体素子の正面にこれ以外の構造、例えば、その側面の寸法を前記半導体素子から放出される放射の波長以下にした構造要素を備える周期構造、を設けることも考えられる。
【００３７】
前記半導体素子に、電流拡散層を備えてもよい。前記電流拡散層は、前記半導体層列の前記半導体素子の正面に対向する側に取り付けられる。また、前記電流拡散層は、透明酸化物導電体のグループに由来する材料で構成される。そして、前記電流拡散層は、前記正面から前記半導体素子に印加される電流を可能な限り均等に横に広げて、前記半導体層列、特に前記活性部位に、分配するという有益な効果をもたらす。これによって、エネルギー消費をそのままに、放射光の発生量を増加させることができる。また、前記半導体の放出特性をより均一にできる。また、さらに有益なことに、前記電流拡散層を透明酸化物導電体で構成すると、半導体材料で構成した場合に比べて、前記電流拡散層を著しく薄くすることができる。さらに、前記電流拡散層を透明酸化物導電体で構成すると、前記半導体素子の放射光に対する吸収効率が高い材料で構成した場合に比べて、前記電流拡散層で吸収される放射光を著しく小さくすることができる。
【００３８】
好適な一実施例においては、前記半導体素子の前記正面に電気的接点を設けるために、導電性を有する電気接合パッドを備える。前記半導体素子は、例えば、ボンディングワイヤを使用して、前記電気接合パッド経由で、ハウジングの電気接続部あるいは回路基板の電気接続部に電気的に接続されることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
以下、図１ないし図４を参照しながら、４例の実施例に基づいて、本発明をより詳細に説明する。
【００４０】
実施例及び図面において、同一の構成要素あるいは同一の機能を有する構成要素には、それぞれの場合において、同一の符号が付与されている。また図示された構成要素は、原則として、縮尺が正しくなるような配慮はなされていない。むしろ、個々の構成要素、例えば、層の厚さは、理解しやすいように、誇張して描かれることがある。
【００４１】
図１に示した実施例において、半導体素子は半導体層列１を備える。半導体層列１は，ｎ側に取り付けられた電流拡散層２、ｎ型被覆層３、活性部位４、ｐ型被覆層５及びｐ型接触層６を有する。活性部位４はｐ型被覆層５とｎ型被覆層３の間に配置され、ｎ型被覆層３は活性部位４と半導体素子の放射放出正面７の間に配置される。またｐ型被覆層５は、活性部位４と半導体素子の背面８の間に配置される。ｐ型接触層６は、ｐ型被覆層５の、半導体素子の背面８に対向する面に取り付けられ、電流拡散層２は、ｎ型被覆層３の半導体素子の放出方向の下流に配置される。さらに、正面電気接合パッド９が電流拡散層２に取り付けられ、例えば、コンタクトフィンガー（図示せず）が正面電気接合パッド９から、半導体素子の放射放出正面７の上を通って、横に伸びる。また、正面電気接合パッド９に、半導体素子をハウジングあるいは回路基板の導電部位に電気的に接続するボンディングワイヤを取り付けることもできる。さらに、支持層１０が、ｐ型接触層６の、半導体素子の背面８に対向する面に形成されている。また、支持層１０は、導電性を備えるともに、半導体素子の放射に対して透過性を有する。
【００４２】
ボンディングワイヤを取り付けないで、半導体素子の正面を電気的に接続することもできる。例えば、半導体素子の正面７をハウジングあるいは回路基板の導電部位に電気的に接続する導電層を使うこともできる。
【００４３】
本実施例では、半導体層列１は燐化合物系の半導体材料から構成される。また、本実施例では、活性部位４は、例えば、ドープされていないＩｎＧａＡｌＰから構成され、１００ｎｍと１μｍの間の厚さを備え、動作中に黄色から赤色のスペクトルの可視光線の範囲の電磁放射を発生する。ｎ型被覆層３は、ｎ−ドープされたＩｎＡｌＰから構成され、ｐ型被覆層５はｐ-ドープされたＩｎＡｌＰから構成される。ｎ型被覆層３およびｐ型被覆層５は、それぞれ、２００ｎｍと１μｍの間の厚さを有する。ｐ型接触層６は、高度にｐ-ドープされたＡｌＧａＡｓから構成され、５０ｎｍと２００ｎｍの間の厚さを有する。電流拡散層２は、ＩｎＧａＡｌＰあるいはＡｌＧａＡｓから構成され、１μｍから１０μｍの厚さを備えるのが望ましい。
【００４４】
既に本明細書の概説部分で言及したように、放射を発生する活性部位４は、例えば、ｐｎ接合、ダブルへテロ構造、単一量子井戸あるいは多重量子井戸構造を備える。ｎ型被覆層３およびｐ型被覆層５は、活性部位４への各チャージキャリアを制限する役割がある。また、ｐ型接触層６は、支持層１０に対する電気的接触を、望ましくは、オームの電流−電圧特性を備えるように、改善するのに役立つと同時に、さらに、正面電気接合パッド９を経由して半導体素子に印加される電流を、電流拡散層２の助けを借りて、可能な限り均等に横に広げて、半導体層列１に、とりわけ、活性部位４に分配する。
【００４５】
本実施例では、半導体層列１は、例えば、ＧａＡｓ成長基板上でエピタキシャルに成長する。支持層１０は、ｐ型接触層６の前記半導体素子の背面８に対向する面に続けて、例えば、蒸着法あるいは塗布法によって取り付けられる。前記支持層は、ＴＣＯで構成される。本実施例では、アルミニウム−ドープされた酸化亜鉛  ＺｎＯ：Ａｌ（２％）をＴＣＯに使用している。支持層１０は、スパッタリング、あるいはゾル−ゲルプロセスによって、エピタキシャルに形成することもできる。ＴＣＯ層を形成するためのゾル−ゲルプロセスは、例えば、独国特許出願公開第１９７１９１６２号明細書、あるいはＬ．Ｓｐａｎｈｅｌ他の”Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｃｌｕｓｔｅｒｓ  ｉｎ  Ｓｏｌ-Ｇｅｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓ：Ｑｕａｎｔｉｚｅｄ  Ａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ，Ｇｅｌａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｇｒｏｗｔｈ  ｉｎ  Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｄ  ＺｎＯ  Ｃｏｌｌｏｉｄｓ”、Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．（１９９１），１１３，２８２６−２８３３に記載され、ここに挙げた事項の参考になる内容がそれぞれ開示されている。
【００４６】
図１に係る実施例において、支持層１０の厚さは５０μｍから１００μｍの間である。また支持層１０は半導体素子を十分な範囲に亘って保持するので、支持層１０を形成した後に、前記成長層を取り除くことができる。なお、前記成長層は、例えば、研磨及び/又は選択的湿式化学エッチングによって除去される。
【００４７】
半導体層列１の反射率（ｎ（ＩｎＧａＡｌＰ）≒３．５）と支持層１０の反射率（ｎ（ＺｎＯ）≒１．８５）の違いによって、図１に示す半導体素子では、半導体層列１の活性部位４で発生して、半導体層列１と支持層１０の境界面に入射する放射は、前記境界面で反射して半導体層列１の中に戻る。
【００４８】
図１に係る実施例の半導体素子とは対照的に、図２に係る実施例の半導体素子は、凸凹を有する正面７を備えている。この放射放出正面７は、例えば、エッチングによって形成される。
【００４９】
半導体素子の放射放出正面７に凹凸を設けると、放射を、半導体素子から周囲へより良好に放出することができる。半導体素子と周辺環境の境界面における多重反射による放射の損失が、一般に減少するからである。
【００５０】
さらに、図２に示した半導体素子の背面８は金属層１４を備える。金属層１４は、半導体素子を後でハウジング又は回路基板に取り付けるために使われる導電性接着剤あるいは半田との電気的接触を良好にするために、取り付けられる。さらに、金属層１４は、半導体層列１で発生する放射を反射して中に戻す。金属層１４は、例えば、金あるいはアルミニウムを含む。
【００５１】
図１及び図２に係る実施例の半導体素子とは対照的に、図３に係る実施例の半導体素子は、反射層、すなわち本実施例においては、ＤＢＲ鏡１１を、ｐ型被覆層５とｐ型接触層６の間に配置している。本実施例のＤＢＲ鏡１１は、反射率の高い層と反射率の低い層を交互に１０層ないし２０層を積層した層列を備える。また、本実施例のＤＢＲ鏡１１は、例えば、ＡｌＧａＡｓあるいはＡｌＧａＩｎＰから発生する黄色から赤色の間のスペクトル範囲の可視光線を反射する。また、ＤＢＲ鏡１１の反射率は、前記層に含まれるアルミニウム及び/又はガリウムの成分を変えることによって、様々に変化する。
【００５２】
図１に係る実施例の半導体素子とは対照的に、図４に係る実施例の半導体素子はｎ型接触層１２を有する。このｎ型接触層１２は、高度にｎ-ドープされたＡｌＧａＡｓからなり、５０ｎｍと２００μｍの間の厚さを有し、ｎ型被覆層３の、半導体素子の放射放出正面７に対向する面に配置される。また、ＴＣＯで構成されるｎ側電流拡散層２は、２００ｎｍから１μｍの間の厚さを有し、半導体層列１から見て、ｎ型接触層１２の下流側に形成される。ｎ型接触層１２とＴＣＯで構成されるｎ側電流拡散層２の電気的接続を改善して、望ましくは、オームの電流−電圧特性を与えるために、これらの層が接触する場所を、例えば、ＡｕＧｅで構成（図示せず）してもよい。
【００５３】
図４に係る実施例では、ｐ型接触層６とＴＣＯ支持層１０の間に、ＴＣＯで構成されるＴＣＯ接触層１３を備える。この場合、ＴＣＯ接触層１３は必ずしも支持層１０と同一の材料で構成されない。またＴＣＯ接触層１３は、支持層１０と半導体層列１の電気的接触を改善し、望ましくはオームの電流−電圧特性を与える。また、前述した３例の実施例においても、ＴＣＯ接触層１３を備えることができることを、念のために、指摘しておく。
【００５４】
本特許出願は、ドイツ特許出願１０２００５０４７１６８．４に基づく優先権を主張するものであり、当該基礎出願の開示事項を本願発明に取り込むものである。
【００５５】
本発明は、実施例の記載によって限定されない。むしろ、あらゆる新規な特性と特性の組み合わせが本発明に包含される。例え、その特性または組み合わせそのものが、特許請求の範囲あるいは実施例に明確に定義されていなかったとしても、特許請求の範囲に記載されたあらゆる特性の組み合わせが本発明に包含される。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】第１の実施例に係る半導体の模式的な断面図である。
【図２】第２の実施例に係る半導体の模式的な断面図である。
【図３】第３の実施例に係る半導体の模式的な断面図である。
【図４】第４の実施例に係る半導体の模式的な断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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