(57)【要約】【課題】順方向電圧が２Ｖ以下と低く、且つ電流分散層の表面の凸状欠陥を低減して、逆方向電圧やリーク電流等による不良を低減し、またプロセス上での問題も解決し得る半導体発光素子の製造方法を提供すること。【解決手段】ｎ型半導体基板１と、ｎ型クラッド層４とｐ型クラッド層６との間に活性層５が設けられた発光部と、該発光部上に形成されたｐ型接続層７と、該ｐ型接続層７上に積層されたｐ型電流分散層８と、該ｐ型電流分散層８の表面の一部と、前記半導体基板の裏面の全面又は部分的に電極が形成された半導体発光素子の製造方法において、前記ｐ型接続層７の成長温度Ｔ２が前記発光部の成長温度Ｔ１よりも低く、且つ前記ｐ型電流分散層８の成長開始温度Ｔ３が該ｐ型接続層７の成長温度Ｔ２であり、更に該ｐ型電流分散層８の成長終了温度Ｔ３が、前記発光部の成長温度Ｔ１よりも高い温度履歴となるように設定する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一導電型の半導体基板と、第一導電型クラッド層と第二導電型クラッド層との間に活性層が設けられた発光部と、該発光部上に形成された第二導電型接続層と、該第二導電型接続層上に積層された第二導電型電流分散層と、該第二導電型電流分散層の表面の一部と、前記半導体基板の裏面の全面又は部分的に電極が形成された半導体発光素子の製造方法において、
前記第二導電型接続層の成長温度が前記発光部の成長温度よりも低く、且つ前記第二導電型電流分散層の成長開始温度が該第二導電型接続層の成長温度であり、更に該第二導電型電流分散層の成長終了温度が、前記発光部の成長温度よりも高いことを特徴とする半導体発光素子の製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の半導体発光素子の製造方法において、
前記第一導電型クラッド層、活性層、第二導電型クラッド層を形成する主たる材料が（ＡｌxＧａ1-x）YＩｎ1-YＰ（０≦Ｘ≦１、０≦Ｙ≦１）であることを特徴とする半導体発光素子の製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２記載の半導体発光素子の製造方法において、
前記第二導電型接続層を形成する主たる材料が（ＡｌxＧａ1-x）YＩｎ1-YＰ（０≦Ｘ≦１、０≦Ｙ≦１）であり、且つ前記第二導電型クラッド層の材料よりもバンドギャップが小さいことを特徴とする半導体発光素子の製造方法。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の半導体発光素子の製造方法において、
前記第二導電型電流分散層の材料が、ＧａＰ若しくはＧａＡｓＰであることを特徴とする半導体発光素子の製造方法。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載の半導体発光素子の製造方法において、
前記第二導電型クラッド層と前記活性層の間に、活性層のバンドギャップ以上のアンドープ層を設けることを特徴とする半導体発光素子の製造方法。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかに記載の半導体発光素子の製造方法において、
前記第二導電型電流分散層の一部がアンドープ層であることを特徴とする半導体発光素子の製造方法。
【請求項７】
請求項１から６のいずれかに記載の半導体発光素子の製造方法において、
前記第二導電型決定不純物が亜鉛であることを特徴とする半導体発光素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低順方向電圧、高輝度、高信頼性の半導体発光素子の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
最近、ＡｌＧａＩｎＰ系エピタキシャルウェハを用いて製造する高輝度の赤色および黄色発光ダイオードの需要が大幅に伸びている。主な需要は、交通用信号、自動車のブレーキランプ、フォグランプなどである。
【０００３】
図７に、有機金属気相成長法（ＭＯＶＰＥ法）によって形成した、赤色帯のＡｌＧａＩｎＰ系発光ダイオードの典型的な構造を示す。
【０００４】
図７に示すように、従来のＡｌＧａＩｎＰ系発光ダイオードは、ＧａＡｓから成るｎ型半導体基板２１上に、ＭＯＶＰＥ法によって、ＧａＡｓから成るｎ型バッファー層２２、ＡｌＧａＩｎＰから成るｎ型クラッド層２３、ＡｌＧａＩｎＰから成るアンドープ活性層２４、ＡｌＧａＩｎＰから成るｐ型クラッド層２５、ＧａＰから成るｐ型電流分散層２６を順次積層し、ｐ型電流分散層２６の表面の一部に第一電極たる表面電極（ｐ側オーミック接触電極）２８を、そしてｎ型基板２１の裏面全面に第二電極たる裏面電極（ｎ側共通電極）２７を設けた構造となっている。２３〜２５がＡｌＧａＩｎＰ４元ダブルヘテロ構造部分（発光部）をなす。
【０００５】
発光ダイオードの高輝度化のためには、第二導電型クラッド層（ｐ型クラッド層２５）の上に電流を分散させるための層、つまり第二導電型電流分散層２６が設けられるのが一般的である。また前記第二導電型電流分散層２６は、電流を分散させる役割を担うと同時に、窓層としての役割も持つ。つまり第二導電型電流分散層２６は、発光した光に対して透明であることが要求される。これらを満たす第二導電型電流分散層２６としては、現状ＧａＰ、ＧａＡｓＰやＡｌＧａＡｓが用いられている。この中で、最も透明度があり、低抵抗化が可能な材料としてはＧａＰが挙げられる。このためＡｌＧａＩｎＰ系の材料を用いた発光ダイオードでは、第二導電型電流分散層２６としてＧａＰが最も多く用いられている。
【０００６】
第二導電型電流分散層２６にＧａＰを用いると、ＧａＰからなる第二導電型電流分散層２６と第二導電型クラッド層２５との間のバンド不連続により、発光ダイオードの順方向電圧が高くなるという問題がある。
【０００７】
この問題を解決するためにＧａＰからなる第二導電型電流分散層２６と第二導電型クラッド層２５との間に、第二導電型クラッド層２５よりもバンドギャップエネルギーの小さい介在層としての順方向電圧低減層を設ける方法が開示されている（特許文献１参照）。
【０００８】
しかし、上記した特許文献１の方法では、ある程度、順方向電圧を低減することができるが、所望の順方向電圧（例えば、２Ｖ以下の順方向電圧）にするまでには至らない。また、電流分散層は、発光部と同じ成長温度で成長すると、表面に凸状の欠陥が多数出て、プロセス上の問題となる。更に発光ダイオードの逆方向電圧が低くなったり、リーク電流が発生する等の問題もあった。
【特許文献１】特開２０００−３１２０３０号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記したように、特許文献１に開示された発光ダイオードの構造では、まだ所望の順方向電圧（例えば２Ｖ以下の順方向電圧）までには至らず、順方向電圧が高いという問題があった。
【００１０】
また電流分散層を発光部と同じ成長温度６５０℃で成長することから、電流分散層の表面に凸状の欠陥が多数出て、プロセス上でも問題となることが分かった。更には、逆方向電圧の低下やリーク電流等が発生するという問題もあった。
【００１１】
従って、本発明の目的は、順方向電圧が２Ｖ以下と低く、且つ電流分散層表面の凸状欠陥を低減して、逆方向電圧やリーク電流等による不良を低減し、またプロセス上での問題も解決し得る半導体発光素子の製造方法を提供することにある。
【００１２】
つまり、本発明は、順方向電圧を低くでき、且つ歩留り良く製造できる方法を提供することにより、低順方向電圧、高輝度、高信頼性の半導体発光素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するため、本発明は、次のように構成したものである。
【００１４】
請求項１の発明に係る半導体発光素子の製造方法は、第一導電型半導体基板と、第一導電型クラッド層と第二導電型クラッド層との間に活性層が設けられた発光部と、該発光部上に形成された第二導電型接続層と、該第二導電型接続層上に積層された第二導電型電流分散層と、該第二導電型電流分散層の表面の一部と、前記半導体基板の裏面の全面又は部分的に電極が形成された半導体発光素子の製造方法において、前記第二導電型接続層の成長温度が前記発光部の成長温度よりも低く、且つ前記第二導電型電流分散層の成長開始温度が該第二導電型接続層の成長温度であり、更に該第二導電型電流分散層の成長終了温度が、前記発光部の成長温度よりも高いことを特徴とする。
【００１５】
請求項２の発明は、請求項１記載の半導体発光素子の製造方法において、前記第一導電型クラッド層、活性層、第二導電型クラッド層を形成する主たる材料が（ＡｌxＧａ1-x）YＩｎ1-YＰ（０≦Ｘ≦１、０≦Ｙ≦１）であることを特徴とする。
【００１６】
請求項３の発明は、請求項１又は２記載の半導体発光素子の製造方法において、前記第二導電型接続層を形成する主たる材料が（ＡｌxＧａ1-x）YＩｎ1-YＰ（０≦Ｘ≦１、０≦Ｙ≦１）であり、且つ前記第二導電型クラッド層の材料よりもバンドギャップが小さいことを特徴とする。
【００１７】
請求項４の発明は、請求項１から３のいずれかに記載の半導体発光素子の製造方法において、前記第二導電型電流分散層の材料が、ＧａＰ若しくはＧａＡｓＰであることを特徴とする。
【００１８】
請求項５の発明は、請求項１から４のいずれかに記載の半導体発光素子の製造方法において、前記第二導電型クラッド層と前記活性層の間に、活性層のバンドギャップ以上のアンドープ層（例えば、Ｚｎ拡散抑止層など）を設けることを特徴とする。
【００１９】
請求項６の発明は、請求項１から５のいずれかに記載の半導体発光素子の製造方法において、前記第二導電型電流分散層の一部がアンドープ層であることを特徴とする。
【００２０】
請求項７の発明は、請求項１から６のいずれかに記載の半導体発光素子の製造方法において、前記第二導電型決定不純物（半導体が第二導電型になるように作用する不純物）が亜鉛（Ｚｎ）であることを特徴とする。
【００２１】
＜発明の要点＞
上記目的を達するために、発明者等は上記課題を解決するべく鋭意努力し研究を行った結果、本発明に到達した。
【００２２】
即ち、本発明者等は、第二導電型電流分散層と第二導電型クラッド層の間に、第二導電型接続層を設け、更に該第二導電型接続層の成長温度を前記発光部よりも低くして成長し、更には該第二導電型接続層の成長温度より前記第二導電型電流分散層を成長させ、該第二導電型電流分散層の成長温度を徐々に高くしていきながら成長させることにより、該第二導電型接続層の添加物であるＺｎの飛散を防止することができ、順方向電圧を低くできることを見出した。
【００２３】
また、第二導電型電流分散層の最終的な成長温度を該発光部よりも高くすることにより、該第二導電型電流分散層の表面の凸状欠陥の低減ができることを見出した。更には、逆方向電圧やリーク電流等の不良も、同時に低減できることを見出した。
【００２４】
つまり、上記製造方法を見出したことにより、プロセスが容易であり、且つ順方向電圧が低く、高輝度、高信頼性の発光ダイオード用エピタキシャルウェハを、歩留り良く製造できるようになった。このため低順方向電圧、高輝度、高信頼性の発光ダイオード（ＬＥＤ）を作製できるようになった。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、次のような優れた効果が得られる。
【００２６】
本発明の製造方法を用いることにより、第一導電型半導体基板上に第一導電型クラッド層、活性層、第二導電型クラッド層、第二導電型接続層、更に、第二導電型電流分散層が積層された半導体発光素子において、第二導電型接続層の成長温度を最も低くし、第二導電型電流分散層の初期成長を、第二導電型接続層の成長温度と同じにして、更に、第二導電型電流分散層の成長温度を徐々に高くして行き、最終的に第二導電型電流分散層の成長温度を最も高くすることにより、高輝度、高信頼性、低順方向電圧、且つ表面状態が良好であり、逆方向電圧及びリーク電流不良の少ないＬＥＤ及びＬＥＤ用エピタキシャルウェハを製作することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。
【００２８】
［実施例］
本発明の一実施例にかかる半導体発光素子を製造すべく、図２のような構造の発光波長６３０nm付近の赤色発光ダイオード用エピタキシャルウェハを作製した。
【００２９】
ＧａＡｓからなるｎ型半導体基板１上に、ＭＯＶＰＥ法で、ｎ型（Ｓｅドープ）ＧａＡｓからなるｎ型バッファー層（膜厚４００nm、キャリア濃度１×１０18cm-3）２、ｎ型ＤＢＲ層３、ｎ型（Ｓｅドープ）（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐからなるｎ型クラッド層（膜厚３００nm、キャリア濃度１×１０18cm-3）４、アンドープ（Ａｌ0.10Ｇａ0.90）0.5Ｉｎ0.5Ｐからなる活性層（膜厚６００nm）５、ｐ型（Ｚｎドープ）（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐからなるｐ型クラッド層（膜厚３００nm、キャリア濃度５×１０17cm-3）６、ｐ型（Ｚｎドープ）（Ａｌ0.3Ｇａ0.7）0.5Ｉｎ0.5Ｐからなるｐ型接続層（膜厚７５nm、キャリア濃度４×１０18cm-3）７、ｐ型（Ｚｎドープ）ＧａＰからなるｐ型電流分散層（厚さ１４０００nm、キャリア濃度３×１０18cm-3）８を、順次積層成長させた。
【００３０】
図１に成長温度プロファイルを示す。図示するように、ＭＯＶＰＥ法による成長での成長温度は、前記ｎ型バッファー層２から前記ｐ型クラッド層６まで（図１の区間Ａ）の成長温度Ｔ１を６５０℃とし、前記ｐ型接続層７を成長する区間Ｂの成長温度Ｔ２は５８０℃とした。
【００３１】
また、前記ｐ型電流分散層８を成長する区間Ｃについては、ｐ型接続層７の成長終了時の温度である５８０℃（Ｔ２）から成長を開始して徐々に温度を上げながら成長して、ｐ型電流分散層８の最終的な成長温度Ｔ３は６６０℃とした。つまり、ｐ型電流分散層８の発光部に近い方の成長初期の部分（図１の区間Ｃ１）は、成長温度が５８０℃から６６０℃にかけてグレーディッドに変化した成長層（グレーディッド成長部）とした。
【００３２】
その他の成長条件は、成長圧力５０Ｔｏｒｒ、各層の成長速度は０．３〜１．０nm／ｓ、Ｖ／III比は２００で行った。但しｐ型電流分散層８のＶ／III比のみ、１０とした。
【００３３】
ＭＯＶＰＥ法による成長において用いる原料としては、例えばトリメチルガリウム（ＴＭＧ）又はトリエチルガリウム（ＴＥＧ）、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）、トリメチルインジウム（ＴＭＩ）、等の有機金属や、アルシン（ＡｓＨ3）、ホスフィン（ＰＨ3）等の、水素化物ガスを用いた。
【００３４】
例えば、ｎ型ＧａＡｓからなるｎ型バッファー層２のようなｎ型層の導電型決定不純物を添加するための原料（以下、添加物原料という）としては、セレン化水素（Ｈ2Ｓｅ）を用いた。また、ｐ型（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐからなるｐ型クラッド層６のようなｐ型層の添加物原料としては、ジエチルジンク（ＤＥＺｎ）を用いた。しかし、その他にｎ型層の添加物原料として、シラン（ＳｉＨ4）、ジエチルテルル（ＤＥＴｅ）、ジメチルテルル（ＤＭＴｅ）を用いることもできる。また、その他に、ｐ型層の添加物原料として、ジメチルジンク（ＤＭＺｎ）を用いることもできる。
【００３５】
上記のような成長条件で製造されたエピタキシャルウェハの表面は、凸状の欠陥がなく、鏡面であった。
【００３６】
このエピタキシャルウェハの上面には、直径１１０μｍの円形の表面電極９をマトリックス状に蒸着で形成した。この表面電極９としては、金・ベリリウム、ニッケル、金を、それぞれ４０nm、１０nm、１０００nmの順に蒸着した。更に、エピタキシャルウェハの底面には、全面に裏面電極１０を形成した。この裏面電極１０としては、金・ゲルマニウム、ニッケル、金を、それぞれ６０nm、１０nm、５００nmの順に蒸着し、その後、電極の合金化であるアロイを、窒素ガス雰囲気中４００℃で５分行った。
【００３７】
その後、上記のようにして構成された電極付きＬＥＤ用エピタキシャルウェハを、上記円形の表面電極９が中心になるように切断し、チップサイズ３００μｍ角の発光ダイオードベアチップを作製した。更に、この発光ダイオードベアチップをＴＯ−１８ステム上にマウント（ダイボンディング）し、その後、更に、マウントされた該発光ダイオードベアチップに、ワイヤボンディングを行い、発光ダイオード（ＬＥＤ）素子を作製した。
【００３８】
ＬＥＤ素子の２０ｍＡ通電時の発光出力は、１．９６ｍＷ、２０ｍＡ時の順方向電圧は、１．９４Ｖであった。すなわち、２Ｖ以下の順方向電圧を達成することができた。
【００３９】
また、試験条件：２５℃、５０ｍＡ通電の信頼性試験を実施した所、１６８ｈｒ通電試験後の相対出力（相対出力：１６８ｈｒ通電試験後の発光出力／初期発光出力）は、９８％であった。
【００４０】
因みに信頼性評価時の電流値は２０ｍＡである。更に逆方向電圧及びリーク電流による不良も、無くすことができた。
【００４１】
［比較例１］
比較例１として、図２に示した構造の発光波長６３０nm付近の赤色発光ダイオード用エピタキシャルウェハを作製した。
【００４２】
比較例１におけるエピタキシャル成長方法、エピタキシャル層膜厚、エピタキシャル構造や電極形成方法及びＬＥＤ素子製作方法は、基本的に上記実施例と同じにした。但し、全てのエピタキシャル層の成長温度は、図４に示すように、Ｔ１＝Ｔ２＝Ｔ３として６５０℃に固定されている。
【００４３】
上記のような成長条件で製造されたエピタキシャルウェハの表面は、凸状の欠陥が多数あった。
【００４４】
このエピタキシャルウェハを用いて、ＬＥＤ素子を製作したところ、プロセス工程での該エピタキシャルウェハの割れ等が発生し、該ＬＥＤ素子の取得個数が減少してしまった。
【００４５】
また該エピタキシャルウェハに電極を付けて製作されたＬＥＤ素子の特性を評価した結果、発光出力は、２０ｍＡ通電時で１．８６ｍＷであった。また順方向電圧は２．０２Ｖであり、２Ｖ以下の順方向電圧を達成できなかった。更には、逆方向電圧及びリーク電流不良が多発した。このため、高輝度、且つ低順方向電圧のＬＥＤ素子を、歩留り良く製作することができなかった。
【００４６】
［比較例２］
比較例２として、図２に示した構造の発光波長６３０nm付近の赤色発光ダイオード用エピタキシャルウェハを作製した。
【００４７】
比較例２のエピタキシャル成長方法、エピタキシャル層膜厚、エピタキシャル構造や電極形成方法及びＬＥＤ素子製作方法は、基本的に上記実施例と同じにした。但し、成長温度は、図５に示すように、前記ｎ型ＧａＡｓからなるｎ型バッファー層２から前記ｐ型（Ａｌ0.3Ｇａ0.7）0.5Ｉｎ0.5Ｐからなるｐ型接続層７までの成長温度Ｔ１＝Ｔ２を６５０℃とし、前記ｐ型ＧａＰからなるｐ型電流分散層８の成長温度Ｔ３は６６０℃とした。
【００４８】
因みに、ｐ型（Ａｌ0.3Ｇａ0.7）0.5Ｉｎ0.5Ｐからなるｐ型接続層７の成長終了時の温度（Ｔ２＝６５０℃）から、ｐ型ＧａＰからなるｐ型電流分散層８の成長温度Ｔ３である６６０℃に温度が上がるまでの区間Ｃ１については、該ｐ型電流分散層８の成長は行わず、温度が６６０℃に安定してから、ｐ型電流分散層８の成長を行った（図５の区間Ｃ２）。
【００４９】
上記のような成長条件で製造されたエピタキシャルウェハの表面は、凸状の欠陥がなく、鏡面であった。
【００５０】
このエピタキシャルウェハを用い、電極を付けて製作されたＬＥＤ素子の特性を評価した。その結果、発光出力は、２０ｍＡ通電時で１．７９ｍＷであった。また順方向電圧は２、０４Ｖであり、２Ｖ以下の順方向電圧を達成できなかった。このため、高輝度低順方向電圧のＬＥＤ素子を、製作することができなかった。因みに、逆方向電圧及びリーク電流不良はなかった。
【００５１】
［比較例３］
比較例３として、図２に示した構造の発光波長６３０nm付近の赤色発光ダイオード用エピタキシャルウェハを作製した。
【００５２】
比較例３のエピタキシャル成長方法、エピタキシャル層膜厚、エピタキシャル構造や電極形成方法及びＬＥＤ素子製作方法は、基本的に上記実施例と同じにした。但し成長温度は、図６に示すように、前記ｎ型ＧａＡｓからなるｎ型バッファー層２から前記ｐ型（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐからなるｐ型クラッド層６までの成長温度Ｔ１を６５０℃とし、前記ｐ型（Ａｌ0.3Ｇａ0.7）0.5Ｉｎ0.5Ｐからなるｐ型接続層７の成長温度Ｔ２は５８０℃とし、前記ｐ型ＧａＰからなるｐ型電流分散層８の成長温度Ｔ３は６６０℃とした。因みに該ｐ型（Ａｌ0.3Ｇａ0.7）0.5Ｉｎ0.5Ｐからなるｐ型接続層７の成長終了時の温度５８０℃から、該ｐ型ＧａＰからなるｐ型電流分散層８の成長温度である６６０℃に温度が上がるまでの区間Ｃ１（図６の区間Ｃ１）については、ｐ型ＧａＰからなるｐ型電流分散層８の成長は行わず、温度が６６０℃に安定してから、該ｐ型ＧａＰからなるｐ型電流分散層８の成長を行った（図６の区間Ｃ２）。
【００５３】
上記のような成長条件で製造されたエピタキシャルウェハの表面は、凸状の欠陥がなく、鏡面であった。
【００５４】
このエピタキシャルウェハを用い、電極を付けて製作されたＬＥＤ素子の特性を評価した。その結果、発光出力は、２０ｍＡ通電時で１．８０ｍＷであった。また順方向電圧は２．０１Ｖであり、２Ｖ以下の順方向電圧を達成できなかった。このため、高輝度、低順方向電圧のＬＥＤ素子を、製作することができなかった。因みに、逆方向電圧及びリーク電流不良はなかった。
【００５５】
＜最適条件に付いての根拠＞
第１に、前記ＧａＰからなる第二導電型電流分散層８の成長温度Ｔ３が６５０℃以下であると、該第二導電型電流分散層８の表面に凸状の欠陥が多数出る。このため、プロセス工程でのエピタキシャルウェハ割れ等の問題が出る。また、この凸状欠陥があると、理由は定かではないが、逆方向電圧不良やリーク電流不良が多発する。現状では恐らくＧａＰからなる第二導電型電流分散層８の成長温度Ｔ３が低いことでカーボン（Ｃ）の量、つまり、オートドーピングされたＣの影響により、逆方向電圧不良やリーク電流不良が起こるのではないかと考えている。
【００５６】
また、前記ＧａＰからなる第二導電型電流分散層８の成長温度Ｔ３が６７０℃以上になると、該ＧａＰからなる第二導電型電流分散層８の表面には凸状欠陥がなくなり、鏡面になる。しかし添加物であるＺｎのドーピング効率が低下するために電流分散が悪くなり、発光出力が低くなる。更に、また、成長温度Ｔ３が高くなると、前記Ｚｎの拡散が多くなり、信頼性が低下する。よって、第二導電型電流分散層８の成長温度Ｔ３は、６５５から６６５℃が好ましく、より好ましくは６６０℃である。
【００５７】
第２に、前記第二導電型接続層７の成長温度Ｔ２は、低くすれば低くするほど順方向電圧が低くなる。しかし、低くしすぎると結晶性が悪くなり、Ｚｎの拡散が多くなる。このため、信頼性が悪くなる。また該第二導電型接続層７の成長温度Ｔ２を高くすると、Ｚｎのドーピング効率が低下し、該第二導電型接続層７の効果であるＧａＰからなる第二導電型電流分散層８と第二導電型クラッド層６のバンド不連続を緩和する効果が薄れ、順方向電圧が低くならない。このため第二導電型接続層７の成長温度Ｔ２には、最適値がある。よって第二導電型接続層７の成長温度Ｔ２として好ましいのは、５５０℃〜６３０℃であり、より好ましいのは５７０℃〜６００℃である。
【００５８】
第３に、前記第二導電型接続層７のバンドギャップが大きすぎると、該第二導電型接続層７の効果である該ＧａＰからなる第二導電型電流分散層８と該第二導電型クラッド層６のバンド不連続を緩和する効果が薄れる。更に、該Ｚｎのドーピング効率が低下する。このため、順方向電圧が高くなる。
【００５９】
また前記第二導電型接続層７のバンドギャップが小さすぎると、発光した光に対して吸収層となり、発光出力の低下が起こる。
【００６０】
このため第二導電型接続層７のバンドギャップには、最適値がある。よって第二導電型接続層７のバンドギャップは、発光した光と同等のバンドギャップ以上であり、該第二導電型クラッド層６のバンドギャップ以下であることが好ましい。
【００６１】
但し、第二導電型接続層７のバンドギャップが発光した光よりもバンドギャップが小さくても、膜厚を薄くすれば、光吸収を最低限に抑えることができる。このため発光した光よりもバンドギャップの小さい材料を第二導電型接続層７に用いることができる。この場合、第二導電型接続層７の膜厚は、３０nmから２００nmであることが好ましい。より好ましくは、５０から１００nmである。何故ならば、発光した光よりもバンドギャップの小さい材料を第二導電型接続層７に用いた場合には、膜厚が２００nm以上であると、光吸収が大きいからである。
【００６２】
本発明では、成長温度を規定したが、成長温度は、各装置により適正値が異なる。このため一概に規定することは難しい。このため第二導電型クラッド層６とＧａＰ電流分散層８の間に、該第二導電型クラッド層６よりもバンドギャップの小さい材料である第二導電型接続層７を設け、且つ該第二導電型接続層７の成長温度Ｔ２を、該第一導電型バッファー層２から該第二導電型クラッド層６までの成長温度Ｔ１よりも低くし、更に、ＧａＰからなる第二導電型電流分散層８を該第二導電型接続層７と同じ温度Ｔ２から開始して、該ＧａＰからなる第二導電型電流分散層８の最終的な成長温度Ｔ３を該第一導電型バッファー層２から該第二導電型クラッド層６までの成長温度Ｔ１よりも高くすることが、本発明の意図するところである。このため、各層の絶対的な温度よりも、前記したような温度履歴をとることが、重要となる。
【００６３】
＜他の実施例、変形例＞
［変形例１］
前記活性層５と前記第二導電型クラッド層６の間にＺｎの拡散を抑止する拡散抑止層を設ける構造とすることもでき、この構造の下でも同様の効果が出ることが容易に類推できる。この拡散抑止層は、例えば、アンドープ層として構成するが、低濃度第一導電型又は低濃度第二導電型として構成しても良い。しかしこの拡散抑止層をあまり厚くすると、直列抵抗が増加して順方向電圧が高くなる。また製造コストが高くなる。
【００６４】
よって、この拡散抑止層を設ける場合は、厚さを１５００nm以下とするのが望ましい。いずれにしろ該拡散抑止層の有無に関わりなく本発明が適用可能である事は容易に類推される。
【００６５】
［変形例２］
実施例では、発光波長６３０nm帯の赤色ＬＥＤとしたが、同じＡｌＧａＩｎＰ系の材料で製作される発光波長５６０〜６５０nmのＬＥＤでも、同様な効果が得られる。
【００６６】
［変形例３］
前記バッファー層及び光反射層である前記ＤＢＲ層がない構造でも、本発明と同様の効果が得られる。
【００６７】
［変形例４］
実施例では第二導電型決定不純物をＺｎとしたが、マグネシウム（Ｍｇ）にしても同様の効果が得られる。
【００６８】
［変形例５］
実施例では、表面電極の形状は、円形であるが、異形状、例えば四角、菱形、多角形等でも同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の一実施例にかかるＡｌＧａＩｎＰ系赤色ＬＥＤの成長温度プログラムを示した図である。
【図２】本発明の一実施例にかかるＡｌＧａＩｎＰ系赤色ＬＥＤの断面構造を示した図である。
【図３】本発明の実施例及び比較例にかかるＡｌＧａＩｎＰ系赤色ＬＥＤの順方向電圧を比較して示した図である。
【図４】比較例１にかかる成長温度プログラムを示した図である。
【図５】比較例２にかかる成長温度プログラムを示した図である。
【図６】比較例３にかかる成長温度プログラムを示した図である。
【図７】従来技術にかかるＡｌＧａＩｎＰ系赤色ＬＥＤの断面構造を示した図である。
【符号の説明】
【００７０】
１  ｎ型半導体基板（第一導電型半導体基板）
２  ｎ型バッファー層（第一導電型バッファー層）
３  ｎ型ＤＢＲ層
４  ｎ型クラッド層（第一導電型クラッド層）
５  活性層
６  ｐ型クラッド層（第二導電型クラッド層）
７  ｐ型接続層（第二導電型接続層）
８  ｐ型電流分散層（第二導電型電流分散層）
９  表面電極
１０  裏面電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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