(57)【要約】【課題】分布ブラッグ反射器での赤外光の発光を無視し得るレベルまで低減し、更には分布ブラッグ反射器での光の吸収率を低くした高輝度の発光ダイオードを提供すること。【解決手段】ＡｌＧａＩｎＰ系発光ダイオードにおける分布ブラッグ反射器にＡｌＧａＡｓ層とＡｌＩｎＰ層の組み合わせを用い、それらの膜厚を、下記（１）（２）（３）式のように定める。  （ＡｌＧａＡｓ層の膜厚［nm］）＝｛λ０／（４×ｎ１）｝×α  ・・・（１）  （ＡｌＩｎＰ層の膜厚［nm］）＝｛λ０／（４×ｎ２）｝×（２−α）  ・・・（２）  λ０：反射させたい光の波長［nm］  ｎ１：反射させたい光の波長に対するＡｌＧａＡｓ層の屈折率  ｎ２：反射させたい光の波長に対するＡｌＩｎＰ層の屈折率   ０．５＜α＜０．９  ・・・（３）【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一導電型基板の上に、活性層を第一導電型下クラッド層と第二導電型上クラッド層で挟んだ発光部を形成し、第一導電型下クラッド層と基板との間に、高屈折率膜と低屈折率膜を交互に積層した多層膜から成る第一導電型の分布ブラッグ反射器を挿入した構造の発光ダイオードにおいて、
上記分布ブラッグ反射器を構成する高屈折率膜と低屈折率膜の材質としてＡｌＧａＡｓ層とＡｌＩｎＰ層を用いたことを特徴とする発光ダイオード。
【請求項２】
第一導電型基板の上に、活性層を第一導電型下クラッド層と第二導電型上クラッド層で挟んだ発光部を形成し、その上に第二導電型電流分散層を形成し、第一導電型下クラッド層と基板との間に、高屈折率膜と低屈折率膜を交互に積層した多層膜から成る第一導電型の分布ブラッグ反射器を挿入した構造の発光ダイオードにおいて、
上記分布ブラッグ反射器を構成する高屈折率膜と低屈折率膜の材質としてＡｌＧａＡｓ層とＡｌＩｎＰ層を用いたことを特徴とする発光ダイオード。
【請求項３】
請求項１又は２記載の発光ダイオードにおいて、
上記分布ブラッグ反射器に用いられるＡｌＧａＡｓ層とＡｌＩｎＰ層の膜厚を、下記（１）（２）（３）式の関係
（ＡｌＧａＡｓ層の膜厚［nm］）＝｛λ０／（４×ｎ１）｝×α  ・・・（１）
（ＡｌＩｎＰ層の膜厚［nm］）＝｛λ０／（４×ｎ２）｝×（２−α）  ・・・（２）
λ0：反射させたい光の波長［nm］
ｎ１：反射させたい光の波長に対するＡｌＧａＡｓ層の屈折率
ｎ２：反射させたい光の波長に対するＡｌＩｎＰ層の屈折率
０．５＜α＜０．９  ・・・（３）
としたことを特徴とする発光ダイオード。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の発光ダイオードにおいて、
上記高屈折率膜の材質を一般式ＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ層として表示したとき、そのＡｌ混晶比ｘを０＜ｘ＜０．６としたことを特徴とする発光ダイオード。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の発光ダイオードにおいて、
上記基板がＧａＡｓであり、発光部がＡｌＧａＩｎＰ又はＧａＩｎＰで形成されていることを特徴とする発光ダイオード。
【請求項６】
ＭＯＶＰＥ法により、第一導電型のＧａＡｓ基板上に第一導電型のＡｌＧａＡｓ層と第一導電型のＡｌＩｎＰ層を交互に成長して分布ブラッグ反射器を形成し、その上に第一導電型のＡｌＧａＩｎＰクラッド層、アンドープＡｌＧａＩｎＰ活性層、第二導電型のＡｌＧａＩｎＰクラッド層、第二導電型のＡｌＧａＩｎＰ電流分散層を順次成長し、
その際、上記分布ブラッグ反射器に用いられるＡｌＧａＡｓ層とＡｌＩｎＰ層の膜厚を、下記（１）（２）（３）式の関係
（ＡｌＧａＡｓ層の膜厚［nm］）＝｛λ０／（４×ｎ１）｝×α  ・・・（１）
（ＡｌＩｎＰ層の膜厚［nm］）＝｛λ０／（４×ｎ２）｝×（２−α）  ・・・（２）
λ０：反射させたい光の波長［nm］
ｎ１：反射させたい光の波長に対するＡｌＧａＡｓ層の屈折率
ｎ２：反射させたい光の波長に対するＡｌＩｎＰ層の屈折率
０．５＜α＜０．９  ・・・（３）
とすることを特徴とする発光ダイオードの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分布ブラッグ反射器での近赤外光の発光を無視し得るレベルまで低減し、赤外光を利用している光センサー類の誤動作を防止した高輝度の発光ダイオード及びそ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から緑色の発光ダイオードの需要が大幅に伸びている。主な需要は、携帯電話の液晶用バックライト、表示灯、交通用信号灯、自動車のブレーキランプなどである。ＡｌＧａＩｎＰは、窒化物を除くIII／Ｖ族化合物半導体の中で最大のバンドギャップを有する直接遷移型半導体であり、従来のＧａＰや、ＡｌＧａＡｓなどの間接遷移型半導体を用いた発光ダイオードと比較して、赤色から緑色に相当する可視波長域において高輝度の発光が可能である。また一般に製造販売されている高輝度発光ダイオードの内部量子効率は極めて高い値にあり、これまで以上の高輝度化を求めるには、内部量子効率を向上させるよりも外部量子効率を向上させた方が効果的であり、その方法として、分布ブラッグ反射器（ＤＢＲ）を挿入した構造の発光ダイオードがある。
【０００３】
この従来例として、図６に発光波長６３０nmのＡｌＧａＩｎＰ系発光ダイオード（特許文献１参照）の構造を示す。
【０００４】
このＡｌＧａＩｎＰ系発光ダイオードは、図６に示すように、ｎ型ＧａＡｓ基板２２上に、有機金属気相成長法（以下、「ＭＯＶＰＥ法」と称する。）によって、高屈折率膜と低屈折率膜を交互に積層した多層膜から成る分布ブラッグ反射器（ＤＢＲ）２３、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰ下クラッド層２４、アンドープＡｌＧａＩｎＰ活性層２５、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ上クラッド層２６、ｐ型ＧａＰ電流拡散層２７を順次積層し、ｎ型ＧａＡｓ基板２２の裏面全面に裏面電極（ｎ側共通電極）２１を、ｐ型電流分散層２７表面の一部に表面電極（ｐ側オーミック接触電極）２８を設けた構造となっている。２４〜２６がＡｌＧａＩｎＰ４元ダブルヘテロ構造部分（発光部）をなす。
【０００５】
分布ブラッグ反射器２３は、ＬＥＤの発光波長をλ、屈折率をｎとしたときに、高屈折率膜のλ／４ｎａ膜と低屈折率膜のλ／４ｎｂ膜を交互に積層した多層膜で構成され、活性層から発生した光のうち下向き（ＧａＡｓ基板方向）に進む光を上向き（光取出し面方向）に反射させ、光取り出し効率を向上させる機能を有する。この効果により、それを具備しない場合に比べて５０％以上（場合によっては１００％程度）の輝度向上が実現できる。
【０００６】
ＡｌＧａＩｎＰ混晶を発光層とするＬＥＤにおいて、上記分布ブラッグ反射器２３を構成する材料には、一般にＧａＡｓ層とＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ（０≦ｘ≦１）層の組合せ、ＧａＡｓ層と（ＡｌｘＧａ１−ｘ）１−ｙＩｎｙＰ（０≦ｘ、ｙ≦１）層の組合せ等が用いられている。また、上記ブラッグ反射器２３を構成する材料として、より屈折率差が大きく高反射率なＡｌＡｓ層とＡｌＧａＡｓ層の組み合わせが知られている。
【０００７】
一方、上記特許文献１の場合には、ＧａＡｓ層とＡｌＩｎＰ層の組合せからなる分布ブラッグ反射器が用いられている。その理由として、前記ＡｌＡｓ層とＡｌＧａＡｓ層の組合せからなる分布ブラッグ反射器においては、ＡｌＡｓ層の作製条件が非常に難しく、酸素（Ｏ）が混入し易く、その上に成長する発光層の結晶性を著しく悪化させ、輝度の低下を引き起こすという問題、また、酸素混入を防ぐためにＶ族原料とIII族原料との供給量比、いわゆるＶ／III比を高くする方法を採用すると、製造装置に多大な負荷が掛かり、排気配管がＡｓ屑により閉塞し易いと言う問題があったからである。
【０００８】
そこで特許文献１の場合、ＧａＡｓ層とＡｌＩｎＰ層の組合せによる分布ブラッグ反射器において、ＧａＡｓ層で吸収される光を減らし、より高反射率なものとするため、ＧａＡｓ層はできる限り薄くし、ＡｌＩｎＰ層は反射させたい波長の光を反射できるように厚くした構成とすることを提案している。
【０００９】
この高反射率な分布ブラッグ反射器を作製するのに必要なＧａＡｓ層、及びＡｌＩｎＰ層の膜厚は、下記の式で求められる。
【００１０】
（ＧａＡｓ層の膜厚［nm］）＝｛λ０／（４×ｎａ）｝×α
（ＡｌＩｎＰ層の膜厚［nm］）＝｛λ０／（４×ｎｂ）｝×（２−α）
λ０：反射させたい光の波長［nm］
ｎａ：反射させたい光の波長に対するＧａＡｓ層の屈折率
ｎｂ：反射させたい光の波長に対するＡｌＩｎＰ層の屈折率
０．５＜α＜０．９
このようにして求められた膜厚のＧａＡｓ層、ＡｌＩｎＰ層を交互に数十回組み合わせて分布ブラッグ反射器を作製する。
【００１１】
なお分布ブラッグ反射器２３を構成する材料としては、上記の他に、高屈折率膜および低屈折率膜の双方にＡｌＧａＡｓを用いたものも知られている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００３−２１８３８６号公報
【特許文献２】特開２０００−１７４３３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、特許文献１のＡｌＩｎＰ層とＧａＡｓ層の組合せから成る分布ブラッグ反射器を用いたＬＥＤにおいては、大きな問題がある。それは、活性層で発光した波長（６３０nm）の光が図７に示すようなメインの光（ＬＥＤ発光）として発生するだけでなく、活性層から分布ブラッグ反射器に向かった光によってＧａＡｓ層で意図していない近赤外光（発光波長８６０nm）の発光が起こり、その近赤外光が無視できない強度で、活性層で発光したメインの光と合わせて外部に出てしまうという問題である。
【００１３】
近赤外光（発光波長８６０nm）の強度は、メインの光（発光波長６３０nm）の約１／１０である。この近赤外光は、世の中に普及している赤外光を利用しているセンサーに対して誤動作を促す可能性がある。
【００１４】
また特許文献１のＡｌＩｎＰ層とＧａＡｓ層の組合せから成る分布ブラッグ反射器においては、ＧａＡｓ層によって一部の光が反射されずに吸収されてしまい、その分暗くなるという問題があった。
【００１５】
そこで、本発明の目的は、分布ブラッグ反射器での近赤外光の発光を無視し得るレベルまで低減し、更には分布ブラッグ反射器での光の吸収率を低くした高輝度の発光ダイオード及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
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。
【００１７】
請求項１の発明に係る発光ダイオードは、第一導電型基板の上に、活性層を第一導電型下クラッド層と第二導電型上クラッド層で挟んだ発光部を形成し、第一導電型下クラッド層と基板との間に、高屈折率膜と低屈折率膜を交互に積層した多層膜から成る第一導電型の分布ブラッグ反射器を挿入した構造の発光ダイオードにおいて、上記分布ブラッグ反射器を構成する高屈折率膜と低屈折率膜の材質としてＡｌＧａＡｓ層とＡｌＩｎＰ層を用いたことを特徴とする。
【００１８】
請求項２の発明に係る発光ダイオードは、第一導電型基板の上に、活性層を第一導電型下クラッド層と第二導電型上クラッド層で挟んだ発光部を形成し、その上に第二導電型電流分散層を形成し、第一導電型下クラッド層と基板との間に、高屈折率膜と低屈折率膜を交互に積層した多層膜から成る第一導電型の分布ブラッグ反射器を挿入した構造の発光ダイオードにおいて、上記分布ブラッグ反射器を構成する高屈折率膜と低屈折率膜の材質としてＡｌＧａＡｓ層とＡｌＩｎＰ層を用いたことを特徴とする。
【００１９】
請求項３の発明は、請求項１又は２記載の発光ダイオードにおいて、上記分布ブラッグ反射器に用いられるＡｌＧａＡｓ層とＡｌＩｎＰ層の膜厚を、下記（１）（２）（３）式の関係
（ＡｌＧａＡｓ層の膜厚［nm］）＝｛λ０／（４×ｎ１）｝×α  ・・・（１）
（ＡｌＩｎＰ層の膜厚［nm］）＝｛λ０／（４×ｎ２）｝×（２−α）  ・・・（２）
λ０：反射させたい光の波長［nm］
ｎ１：反射させたい光の波長に対するＡｌＧａＡｓ層の屈折率
ｎ２：反射させたい光の波長に対するＡｌＩｎＰ層の屈折率
０．５＜α＜０．９  ・・・（３）
としたことを特徴とする。
【００２０】
請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の発光ダイオードにおいて、上記高屈折率膜の材質を一般式ＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ層として表示したとき、そのＡｌ混晶比ｘを０＜ｘ＜０．６としたことを特徴とする。
【００２１】
請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の発光ダイオードにおいて、上記基板がＧａＡｓであり、発光部がＡｌＧａＩｎＰ又はＧａＩｎＰで形成されていることを特徴とする。
【００２２】
請求項６の発明に係る発光ダイオードの製造方法は、ＭＯＶＰＥ法により、第一導電型のＧａＡｓ基板上に第一導電型のＡｌＧａＡｓ層と第一導電型のＡｌＩｎＰ層を交互に成長して分布ブラッグ反射器を形成し、その上に第一導電型のＡｌＧａＩｎＰクラッド層、アンドープＡｌＧａＩｎＰ活性層、第二導電型のＡｌＧａＩｎＰクラッド層、第二導電型のＡｌＧａＩｎＰ電流分散層を順次成長し、その際、上記分布ブラッグ反射器に用いられるＡｌＧａＡｓ層とＡｌＩｎＰ層の膜厚を、下記（１）（２）（３）式の関係
（ＡｌＧａＡｓ層の膜厚［nm］）＝｛λ０／（４×ｎ１）｝×α  ・・・（１）
（ＡｌＩｎＰ層の膜厚［nm］）＝｛λ０／（４×ｎ２）｝×（２−α）  ・・・（２）
λ０：反射させたい光の波長［nm］
ｎ１：反射させたい光の波長に対するＡｌＧａＡｓ層の屈折率
ｎ２：反射させたい光の波長に対するＡｌＩｎＰ層の屈折率
０．５＜α＜０．９  ・・・（３）
とすることを特徴とする。
【００２３】
＜発明の要点＞
特許文献１のＡｌＩｎＰ、ＧａＡｓペアの分布ブラッグ反射器における大きな問題は、活性層のバンドギャップに相当する波長域のメインの光（発光波長６３０nm）（以下、第一放射光と称す）に加え、ＧａＡｓのバンドギャップに相当する波長域の光、つまり強い近赤外光（８６０nm）（第二放射光）を同時に放出することである（図７参照）。同時に強い近赤外光（第二放射光）を放出する原因は、図６において、活性層２５から放射された光の内、ｎ型ＧａＡｓ基板２２及びｎ型分布ブラッグ反射器２３側へ向かった光は、その殆どがｎ型分布ブラッグ反射器２３によってその反対側である、主光取り出し面へ反射される。しかし一部の第一放射光は、ｎ型分布ブラッグ反射器２３を構成するＡｌＩｎＰ、ＧａＡｓのＧａＡｓ層に入る。そこでＧａＡｓ層に入った第一放射光によって光励起され、ＧａＡｓ層のバンドギャップに相当する光を放出するからである。即ち、ｎ型分布ブラッグ反射器２３のペアの片方にＧａＡｓ層を用いた発光ダイオードでは、どうしても強い第二放射光を放出してしまう。従って、赤外光を利用しているセンサー類、例えば一般的な半導体フォトダイオードを、このような発光ダイオードの周囲に存在させた場合、当該フォトダイオードが発光ダイオードから放射される近赤外光（第二放射光）に反応し、誤動作するという不都合があった。
【００２４】
そこで、本発明（請求項１、２）においては、分布ブラッグ反射器を構成する高屈折率膜と低屈折率膜の材質としてＡｌＧａＡｓ層とＡｌＩｎＰ層を用いる。すなわち高屈折率膜として従来のＧａＡｓ層の代わりにＡｌＧａＡｓ層を用いる。これにより本発明では、分布ブラッグ反射器からの近赤外光が、図３に示すように無視し得るレベルまで低減される。よって、本発明の発光ダイオードの場合には、その周囲に赤外光を利用しているセンサーが存在していても、該発光ダイオードから放射される近赤外光（第二放射光）に反応して誤動作してしまうことが無くなる。
【００２５】
また、本発明（請求項３〜５）においては、分布ブラッグ反射器を構成するペア膜のうち、一方の光の吸収のあるＡｌＧａＡｓ層についてはできるだけ薄くし、他方のＡｌＩｎＰ層については反射させたい波長の光を反射するように厚く形成しているので、高輝度の発光ダイオードを得ることができる。
【００２６】
また本発明（請求項１〜６）においては、分布ブラッグ反射器のＡｌＧａＡｓ層とＡｌＩｎＰ層の膜厚を変えるだけで、従来の発光ダイオードと比較し、より高輝度な発光ダイオードを得ることができる。
【００２７】
ＡｌＡｓ層とＡｌＧａＡｓ層の組合せからなる一般的な分布ブラッグ反射器においては、ＡｌＡｓ層の作製条件が非常に難しく、酸素（Ｏ）が混入し易く、その上に成長する発光層の結晶性を著しく悪化させ、輝度の低下を引き起こす。また酸素混入を防ぐためにＶ族原料とIII族原料との供給量比、いわゆるＶ／III比を高くする方法を採用すると、製造装置に多大な負荷が掛かり、排気配管がＡｓ屑により閉塞し易いと言う問題がある。しかし、本発明（請求項１〜６）ではＡｌＧａＡｓ層とＡｌＩｎＰ層の組合せからなる分布ブラッグ反射器としているので、このような問題がなく、生産に適した、より高反射率な分布ブラッグ反射器を容易に生産することができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、次のような優れた効果が得られる。
【００２９】
請求項１、２の発明においては、分布ブラッグ反射器を構成する高屈折率膜と低屈折率膜の材質としてＡｌＧａＡｓ層とＡｌＩｎＰ層を用いるので、分布ブラッグ反射器からの近赤外光が無視し得るレベルまで低減される。従って、本発明の発光ダイオードの周囲に一般的な半導体フォトダイオードが存在していても誤動作しない。
【００３０】
また請求項３〜５の発明においては、光の吸収のあるＡｌＧａＡｓ層をできるだけ薄くし、ＡｌＩｎＰ層を反射させたい波長の光を反射するように厚く形成しているので、高輝度の発光ダイオードを得ることができる。
【００３１】
また請求項１〜６の発明においては、分布ブラッグ反射器のＡｌＧａＡｓ層とＡｌＩｎＰ層の膜厚を変えるだけで、従来の発光ダイオードと比較し、より高輝度な発光ダイオードを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。
【００３３】
本発明の実施形態に係る発光ダイオードの構造を図１に示す。ここでは第一導電型をｎ型、第二導電型をｐ型とする。この発光ダイオードは、第一導電型基板としてのｎ型ＧａＡｓ基板２上に、高屈折率膜のｎ型ＡｌＧａＡｓ層と低屈折率膜のｎ型ＡｌＩｎＰ層を交互に積層した多層膜から成るｎ型分布ブラッグ反射器３が形成されている。さらにこの上に、第一導電型下クラッド層であるｎ型ＡｌＧａＩｎＰ下クラッド層４と、アンドープＡｌＧａＩｎＰ活性層５と、第二導電型上クラッド層であるｐ型ＡｌＧａＩｎＰ上クラッド層６のダブルヘテロ構造から成る発光部（発光領域層）が形成されている。なお、ｎ型ＧａＡｓ基板２とｎ型分布ブラッグ反射器３との間には、ｎ型ＧａＡｓバッファ層を設けてもよい。
【００３４】
さらに、上記した発光部の上、正確にはｐ型ＡｌＧａＩｎＰ上クラッド層６上には、第二導電型電流分散層としてｐ型ＡｌＧａＩｎＰ電流分散層７が形成されている。更に、チップ表面には、その中央に円形の部分電極から成る表面電極８が形成され、また裏面には、その一部分または全面にｎ側用金属電極から成る裏面電極１が形成されている。
【００３５】
上記分布ブラッグ反射器３を構成するＡｌＧａＡｓ層及びＡｌＩｎＰ層の膜厚は、下記の（１）（２）（３）式のようにして求める。
【００３６】
（ＡｌＧａＡｓ層の膜厚［nm］）＝｛λ０／（４×ｎ１）｝×α  ・・・（１）
（ＡｌＩｎＰ層の膜厚［nm］）＝｛λ０／（４×ｎ２）｝×（２−α）  ・・・（２）
λ０：反射させたい光の波長［nm］
ｎ１：反射させたい光の波長に対するＡｌＧａＡｓ層の屈折率
ｎ２：反射させたい光の波長に対するＡｌＩｎＰ層の屈折率
０．５＜α＜０．９  ・・・（３）
図２に上記係数αと分布ブラッグ反射器のスペクトル面積の関係を示す。α＝１となる通常の分布ブラッグ反射器（高屈折率膜と低屈折率膜の膜厚をλ／４ｎに等しくした場合）と比較して、係数αの範囲を０．５＜α＜０．９とした分布ブラッグ反射器の方が、発光ダイオードの輝度向上がより認められる。すなわち、上記係数αについては、図２から分かるように、０．５＜α＜０．９の範囲、好ましくは０．６≦α≦０．８の範囲、更に好ましくは略０．７とすると、α＝１の場合（高屈折率膜と低屈折率膜の膜厚をλ／４ｎに等しくした場合）に較べ、より大きなスペクトル面積［ａ．ｕ．（任意単位）］、従って高反射率な分布ブラッグ反射器を得ることができる。
【００３７】
図３に、上記構成の分布ブラッグ反射器を有するＬＥＤの発光スペクトルを示す。従来のＧａＡｓ層とＡｌＩｎＰ層をペアとする分布ブラッグ反射器の場合には、ＧａＡｓ層からの近赤外光（図７）がメインピークの１／１０程度の大きさで発生していたが、本実施形態のＡｌＧａＡｓ層とＡｌＩｎＰ層をペアとする分布ブラッグ反射器３の場合には、図３に示すように、外部に取り出される近赤外光がメインピークの約１／６０以下という実質的に無視し得るレベルまで低減される。よって、本実施形態の発光ダイオードの周囲に一般的な半導体フォトダイオードを存在させても、該フォトダイオードは放射される近赤外光に反応しなくなり、誤動作が防止される。
【００３８】
図５に、ＧａＡｓ層とＡｌＩｎＰ層とのペア数とＬＥＤ光度との関係を示す。０から１５ペアまでは光度が単調に増加するが、１５〜３０ペアでは略飽和傾向となる。よって、ＧａＡｓ層とＡｌＩｎＰ層とのペア数は３０ペア以下が好ましく、１５〜２５ペアがより好ましい。
【００３９】
より具体的に、図１の発光ダイオード（ＬＥＤ）の実施例について説明する。
【００４０】
ＭＯＶＰＥ法により、ｎ型ＧａＡｓ基板２上に、高屈折率膜のｎ型ＡｌＧａＡｓ層（膜厚３０．７nm、キャリア濃度１×１０１８cm−３）と低屈折率膜のｎ型ＡｌＩｎＰ層（膜厚７１．２nm、キャリア濃度１×１０１８cm−３）の２層を交互に成長した計２０ペアからなる分布ブラッグ反射器３を成長した。更にその上に、厚さが０．５μｍでキャリア濃度が１×１０１８cm−３のｎ型ＡｌＧａＩｎＰ下クラッド層４、厚さが０．５μｍのアンドープＡｌＧａＩｎＰ活性層５、厚さが０．５μｍでキャリア濃度が５×１０１７cm−３のｐ型ＡｌＧａＩｎＰ上クラッド層６を順次成長した。更にその上に、厚さが５μｍでキャリア濃度が１×１０１８cm−３のｐ型ＡｌＧａＩｎＰ電流分散層７を成長した。
【００４１】
このエピタキシャルウェハより図１のＬＥＤチップを製作し、特性評価を行った。上記式でα＝１の場合（高屈折率膜と低屈折率膜の膜厚をλ／４ｎに等しくした場合）の分布ブラッグ反射器を持つＬＥＤチップと比較して、発光出力は約１５％アップの２．８ｍＷとなり、素子の動作電圧（Ｖｆ特性）は変わらず１．９Ｖであった。つまり、発光出力及び動作電圧の特性については、特許文献１とほぼ同じ良好な結果が維持された。
【００４２】
一方、本発明の重要論点であるところの発光ダイオードから外部に取り出される近赤外光の強度については、図３に示すように無視し得るレベルまで低減され、周囲に一般的な半導体フォトダイオードを存在させても反応しなくなった。
【００４３】
上記実施形態では、電流分散層７を有する発光ダイオードの構造について述べたが、本発明はこれに限定されるものではなく、図１から電流分散層７を省略した発光ダイオードの構造についても適用することができる。すなわち、図４に示すように、ｎ型のＧａＡｓ基板２上に、上記（１）（２）式に従って、高屈折率膜のｎ型ＡｌＧａＡｓ層と低屈折率膜のｎ型ＡｌＩｎＰ層を交互に積層した多層膜から成るｎ型の分布ブラッグ反射器３を形成し、さらにこの上にｎ型ＡｌＧａＩｎＰ下クラッド層４と、アンドープＡｌＧａＩｎＰ活性層５と、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ上クラッド層６とから成るダブルヘテロ構造の発光部を設け、この上クラッド層６上にｐ型ＡｌＧａＩｎＰ電流分散層７を形成し、更に、表面電極８と裏面電極１を形成した構成とすることができる。
【００４４】
また、電流分散層７には、ＡｌＧａＩｎＰの他、透明導電膜のＩＴＯ膜や、ＧａＡｌＡｓや、ＧａＰ等を用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の実施形態に係る発光ダイオードの構造を示す図である。
【図２】本発明で用いる式中の係数αと分布ブラッグ反射膜のスペクトル面積の関係を示す図である。
【図３】本発明の実施形態に係る発光ダイオードの発光スペクトルを示した図である。
【図４】本発明の他の実施形態に係る発光ダイオードの構造を示す図である。
【図５】本発明の実施形態に係る発光ダイオードのＧａＡｓ層とＡｌＩｎＰ層とのペア数とＬＥＤ光度の関係を示した図である。
【図６】従来の発光ダイオードの構造を示す図である。
【図７】従来の発光ダイオードの発光スペクトルを示した図である。
【符号の説明】
【００４６】
１  裏面電極
２  ＧａＡｓ基板
３  ブラッグ反射器
４  ＡｌＧａＩｎＰ下クラッド層
５  ＡｌＧａＩｎＰ活性層
６  ＡｌＧａＩｎＰ上クラッド層
７  ＡｌＧａＩｎＰ電流分散層
８  表面電極
【図１】
2006270073.tif 000003
【図２】
2006270073.tif 000004
【図３】
2006270073.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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