(57)【要約】【課題】優れるオーム性接触層を有する窒化ガリウム系発光ダイオード構造を提供する。【解決手段】基板３１と、ｎ型窒化ガリウム系層３２と、発光層３３と、ｐ型窒化ガリウム系層３４と、ｐ型接触層３５と、編み縞模様層３６と、窓層３７と、第一の電極３８と、第二の電極３９とを備えており、その中では、基板３１の上方には緩衝層３１’が形成されるようにした、窒化ガリウム系発光ダイオード構造３０を提供する。【選択図】図３
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板の上方に接され、下方から上方へ順次にn型窒化ガリウム系層と、発光層と、p型窒化ガリウム系層とを備えている半導体積み重ね層と、
前記p型窒化ガリウム系層の上方に位置する編み縞模様層と、
前記編み縞模様層の上方に位置するとともに、前記編み縞模様層とオーム性接触を形成する導電性有光線透過可能酸化層と、
前記の半導体積み重ね層におけるn型窒化ガリウム系層と電気的にカップリングされる第一の電極と、
前記導電性有光線透過可能酸化層と電気的にカップリングされる第二の電極と、
からなることを特徴とする窒化ガリウム系発光ダイオード構造。
【請求項２】
前記編み縞模様層としてn型またはp型ドープ式、或いは両方ドープ式の窒化ガリウム系層などのいずれ一種のものを採用することを特徴とする請求項１に記載の窒化ガリウム系発光ダイオード構造。
【請求項３】
前記導電性有光線透過可能酸化層として酸化インジウムや酸化スズや酸化インジウム・スズや酸化インジウム・モリブデンや酸化亜鉛などのいずれか一種のものを採用することを特徴とする請求項１に記載の窒化ガリウム系発光ダイオード構造。
【請求項４】
前記発光層としてインジウム組成を備える窒化ガリウム系層を採用することを特徴とする請求項１に記載の窒化ガリウム系発光ダイオード構造。
【請求項５】
前記編み縞模様層として窒素極性化表面層を採用することを特徴とする請求項１に記載の窒化ガリウム系発光ダイオード構造。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、窒化ガリウム系発光ダイオード構造に係わり、特に優れるオーム性接触層を有する窒化ガリウム系発光ダイオード構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
窒化ガリウム系発光ダイオード装置の従来の構造１０には、図１に示すように、基板１１と、窒化ガリウム緩衝層１２と、n型窒化ガリウム層１３と、窒化インジウム・ガリウム発光層１４と、p型窒化ガリウム層１５と、p型窒化ガリウム接触層１６と（符号１２ないし１６に示す膜層については、ここでは、結晶積み重ね構造と称する）、導電性有透明層１７とを備えており、また、導電性有透明層１７の上にはp型金属電極１８が配設され、且つn型窒化ガリウム層１３の上にはn型金属電極１９が配設されている。
【０００３】
既知の事実によると、p型窒化ガリウム接触層１６の伝導性がかなり劣っており、言い換えれば、電流が容易にp型金属電極１８の下に局限されるようになり、そのため、電流を効果的に分散させて均一に発光させるために、まず、p型窒化ガリウム・オーム性接触層１６の上に導電性有透明層１７を作製し、且つ発光区域全体に十分に分布させる必要があり、また、光線透過性能を向上するために、この導電性有透明層１７を薄く形成させる必要があり、その中では、従来に用いられる導電性有透明層として、例えば、ニッケル・金からなる構成を採用し、しかしながら、光線の抽出効率を向上するために、その発光ダイオードの表面に編み縞模様構成を形成させてもよい。この場合では、薄いほうのニッケル・金材料を導電性有透明層として使用する場合、その電流の幅方向の配布の効果が不均一的になる場合があり、特に局部発光の現象を生じやすく、それによって仕事電圧が上昇する結果を招く場合がある（図４及び図５を参照）。
【０００４】
また、従来の酸化インジウム・スズ（Indium Tin Oxide）材料は、ITOと略称され、エネルギー・ギャップが２．９−３．８電子ボルトにある高いエネルギー・ギャップを有する材料であるばかりか、可視光線範囲内において、その透過率が９５％以上にも及び、且つ一種の高伝導率のｎ型高導電性の材料ともなり、また、この酸化インジウム・スズの屈折係数が１．７−２．２の範囲にあり、Snell’s
Lawと高反射原理によると、複数層の窒化ガリウム結晶積み重ね構造の屈折係数ｎ＝２．４であることに対し、モールディング用の樹脂カバー材料の屈折係数ｎ＝１．５であり、もし、屈折係数ｎ＝１．９の中間介在材料を加入すると、光線の反射のことを減少できるので、光線の抽出効率を増加することがあるため、この材料を発光ダイオードの窓層として使用する場合、かなり好ましい特性を取得できる。
【０００５】
近年では、酸化インジウム・スズ（ITO）を導電性有透明層として使用する技術が提案されてきた。例えば、台湾特許公告第４６１１２６に記載された窒化インジウム・ガリウム発光ダイオードの構成２０には、図２に示すように、ベース層２１と、窒化ガリウム緩衝層２２と、n型窒化ガリウム層２３と、窒化インジウム・ガリウム・アクティブ層２４と、ｐ型窒化ガリウム層２５と、ｐ型接触層２６と、導電性有透明酸化層２７と、ｐ型電極２８と、ｎ型電極２９とを備えており、その中では、導電性有酸化層２７として光の出射に利する酸化インジウム・スズ材を採用するが、そのダイオードの構成において、その下方のｐ型接触層の表面には平たいガリウム極性化面部を有する場合、酸化インジウム・スズと良好的なオーム性接触を形成しがたいので、両者の間の接触抵抗が高くなるとともに、オーム性接触の特性も劣っており、そのため、発光ダイオードの仕事電圧が低いほうに設定しがたい。
【０００６】
前記のオーム性接触層の特性が好ましくなく、且つ仕事電圧がかなり高いなどの多くの課題を有することを鑑みて、酸化インジウム・スズ層とｐ型窒化ガリウム系層との間のオーム性接触の特性を改良可能な構成が提案される必要があると認められている。
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００７】
前記のそれぞれの課題を解消するためには、本考案は、導電性有光線透過可能酸化層を表面に編み縞模様層を有する窒化ガリウム接触層の上に形成させるとともに、その編み縞模様層を前記の導電性有光線透過可能酸化層とのオーム性接触層とする、窒化ガリウム系発光ダイオード構造を提供することをその主要な解決しようとする課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記の目的を図るために、基板と、前記基板の上方に接され、下方から上方へ順次にn型窒化ガリウム系層と、発光層と、p型窒化ガリウム系層とを備えている半導体積み重ね層と、前記p型窒化ガリウム系層の上方に位置する編み縞模様層と、前記編み縞模様層の上方に位置するとともに、前記編み縞模様層とオーム性接触を形成する導電性有光線透過可能酸化層と、前記の半導体積み重ね層におけるn型窒化ガリウム系層と電気的にカップリングされる第一の電極と、前記導電性有光線透過可能酸化層と電気的にカップリングされる第二の電極と、からなる窒化ガリウム系発光ダイオード構造を提供する。
【考案を実施するための最良の形態】
【０００９】
図３は、本考案の優れる実施例の窒化ガリウム系発光ダイオードの構成を示す説明図であり、その図面に開示されるように、本考案による窒化ガリウム系発光ダイオード構造３０には、基板３１と、ｎ型窒化ガリウム系層３２と、発光層３３と、ｐ型窒化ガリウム系層３４と、ｐ型接触層３５と、編み縞模様層３６と、窓層３７と、第一の電極３８と、第二の電極３９とを備えており、その中では、基板３１の上方にはさらに緩衝層３１’を形成させてもよい。
【００１０】
その中では、本考案に掲げた構成においては、下方から上方へ順次にｎ型窒化ガリウム系層３２と発光層３３とｐ型窒化ガリウム系層３４などが、基板３１の上方に接される半導体積み重ね層を構成し、また、編み縞模様層３６がｐ型窒化ガリウム系層３４とｐ型接触層３５との上方に位置し、また、窓層３７として編み縞模様層３６の上方に位置する導電性有光線透過可能酸化層を使用するとともに、編み縞模様層３６とオーム性接触を形成する。また、半導体積み重ね層におけるｎ型窒化ガリウム系層と電気的にカップリングする第一の電極３８と、前記の導電性有光線透過可能酸化層と電気的にカップリングする第二の電極３９とが配設されている。
【００１１】
基板３１としてサファイアや酸化亜鉛や酸化リチウム・ガリウムや酸化リチウム・アルミニウムや尖鋭結晶石や炭化珪素やヒ素化ガリウムや珪素材などを好適に使用でき、また、ｎ型窒化ガリウム系層３２としてｎ型ドープ・タイプの窒化ガリウムや窒化アルミニウム・インジウム・ガリウムや窒化インジウム・ガリウム層などのいずれ一種を採用できる。また、ｐ型窒化ガリウム系層３４としてｐ型ドープ・タイプの窒化ガリウムや窒化アルミニウム・インジウム・ガリウムや窒化インジウム・ガリウム層などのいずれか一種を採用できる。また、発光層３３としてインジウムを含む窒化物化合物半導体を好適に採用できる。また、窓層３７として導電性有光線透過可能酸化層、例えば酸化インジウムや酸化スズや酸化インジウム・スズ酸化インジウム・モリブデンや酸化亜鉛などを好適に使用できる。
【００１２】
また、ｐ型接触層３５と窓層３７との間に配設される編み縞模様層３６が配設される場合に、光の抽出効率を増加できるばかりか、その面部が荒いため、光の出射量が多くなり、且つライト・トランスミッション・エフェクトを劣化させる場合があり、その表面状態が結晶の積み重ね成長の過程においてわざと窒素極性化表面を形成するように操作することができ、そのテクニックについては、すでに台湾特許出願第９２１３６８８８号に開示され、そのテクニックによって窓層３７と第二の導電型の窒化ガリウム系層３４との間の接触抵抗が優れるオーム性接触層を形成し、且つそのダイオードの仕事電圧（図６及び図７を参照）を低下させることができる。その他、編み縞模様層３６としてｎ型やｐ型のドープ・タイプのもの、または両方ともドープ・タイプのものを好適に採用できる。
【産業上の利用可能性】
【００１３】
本考案による場合、有用な窒化ガリウム系発光ダイオード構造を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】従来の窒化ガリウム系発光ダイオード構成を示す説明図である。
【図２】従来の窒化インジウム・ガリウム系発光ダイオード構成を示す説明図である。
【図３】本発明の窒化ガリウム系発光ダイオード構成を示す説明図である。
【図４】ニッケル・金導電性有透明層と編み縞模様の表面の組み。
【図５】ニッケル・金導電性有透明層と編み縞模様の表面の組み及びＩ−Ｖ曲線。
【図６】酸化インジウム・スズ導電性有透明層と編み状の表面の組み。
【図７】酸化インジウム・スズ導電性有透明層と編み状の表面の組み及びＩ−Ｖ曲線。
【符号の説明】
【００１５】
１０      発光ダイオード構造
１１      基板
１２      窒化ガリウム緩衝層
１３      ｎ型窒化ガリウム層
１４      窒化インジウム・ガリウム発光層
１５      ｐ型窒化ガリウム層
１６      ｐ型窒化ガリウム接触層
１７      導電性有透明層
１８      ｐ型金属電極
１９      ｎ型金属電極
２０      ダイオード構造
２１      ベース層
２２      窒化ガリウム緩衝層
２３      ｎ型窒化ガリウム層
２４      窒化インジウム・ガリウム・アクティブ層
２５      ｐ型窒化ガリウム層
２６      ｐ型接触層
２７      導電性有透明酸化層
２８      ｐ型電極
２９      ｎ型電極
３０      発光ダイオード
３１      基板
３１’    緩衝層
３２      ｎ型窒化ガリウム系層
３３      発光層
３４      ｐ型窒化ガリウム系層
３５      ｐ型接触層
３６      編み縞模様層
３７      窓層
３８      第一の電極
３９      第二の電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図７】
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【図４】
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【図６】
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