(57)【要約】【課題】基板上にｐ型半導体を備えてなるｐ型電極とｎ型半導体を備えてなるｎ電極を夫々設けて発光した光出力の発光部領域以外の漏洩電流を低減した設計構造の光半導体装置であって、高効率化・高光出力化・高信頼化が可能なものを提供する。【解決手段】基板上にｐ型半導体を備えてなるｐ型電極とｎ型半導体を備えてなるｎ型電極を夫々設けてある光半導体装置にあって、チップ間側壁面に露出している結晶接合端を絶縁膜で被覆、もしくは複数の隣接する発光部間に電気的絶縁分離領域を形成してなる構造を有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上にｐ型半導体を備えてなるｐ型電極とｎ型半導体を備えてなるｎ型電極を夫々設けてある光半導体装置にあって、チップ間側壁面に露出している結晶接合端を絶縁膜で被覆して形成してなる光半導体装置。
【請求項２】
基板上にｐ型半導体を備えてなるｐ型電極とｎ型半導体を備えてなるｎ型電極を夫々設けてある光半導体装置にあって、複数の隣接する発光部間に電気的絶縁分離領域を形成してなる光半導体装置。
【請求項３】
前記基板として、サファイア（Ａｌ２Ｏ３）、ＳｉＣ、ＧａＮ、Ｇａ２Ｏ３、ＺｎＯ、ＧａＡｓ、ＩｎＰ、Ｓｉ等の種々の単結晶材料を使用する、もしくは、前記単結晶材料を種々の前記単結晶材料の多結晶材料の上に接合形成・一体化した材料を使用する、もしくは、前記単結晶材料を種々の前記単結晶材料の非結晶材料の上に接合形成・一体化した材料を使用する請求項１、または２記載の光半導体装置。
【請求項４】
基板上にｐ型半導体を備えてなるｐ型電極とｎ型半導体を備えてなるｎ型電極を夫々設けてある光半導体装置にあって、発光層と基板との間に結晶欠陥低減のための緩衝層（バッファ層）を形成してなる光半導体装置にあって、請求項１、２、または３記載の光半導体装置。
【請求項５】
可視光線又は紫外光線を発光可能な前記ＩＩＩ族窒化物半導体の内、ＧａＮ，ＩｎＮ，もしくはＡｌＮからなる混晶化合物半導体、もしくは、前記ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の内、ＺｎＯ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＣｄＯ，ＭｇＯ、ＭｇＺｎＯ、ＭｇＳ、ＭｇＳｅ、もしくはＣｄＳからなる混晶化合物半導体を前記基板上に形成し、ｐ型半導体を備えてなるｐ型電極とｎ型半導体を備えてなるｎ電極を夫々設けてある光半導体装置にあって、請求項１、２、３、または４記載の光半導体装置。
【請求項６】
可視光線又は赤外光線を発光可能な前記ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体の内、ＧａＡｓ、ＩｎＡｓ、ＡｌＡｓ、もしくはＩｎＰからなる混晶化合物半導体可視光線又は赤外光線を発光可能なＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を基板上に形成し、ｐ型半導体を備えてなるｐ型電極とｎ型半導体を備えてなるｎ電極を夫々設けてある光半導体装置にあって、請求項１、２、３、または４記載の光半導体装置。
【請求項７】
基板上にｐ型半導体を備えてなるｐ型電極とｎ型半導体を備えてなるｎ型電極を夫々設けてある光半導体装置にあって、複数の隣接する発光部間にイオン注入、もしくは、エッチング溝による電気的絶縁分離領域を設けてある、請求項１、２、３、４、５、または６記載の光半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、基板上にｐ型半導体を備えてなるｐ型電極とｎ型半導体を備えてなるｎ電極を夫々設けてある光半導体装置の高効率化・高信頼化技術に関する。
【背景技術】
【０００２】  この種の光半導体装置は、基板上にｐ型半導体を備えてなるｐ型電極とｎ型半導体を備えてなるｎ電極を夫々設けて発光した光出力を取り出す光半導体装置にあって、光出力を取り出す構成となっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】  上記した光半導体装置を光源として利用する場合において、以下に説明するように、発光効率を高めて光出力を高く取り出す必要がある。【０００４】  この目的のためには、発光に寄与しない漏洩電流を極力抑えるための高抵抗領域、もしくは、絶縁領域を実現して、非発光再結合確率を減少させ光半導体装置を構成することが必要である。【０００５】  更に、上記した光半導体装置においては、結晶接合の側壁端が露出しておりデバイス動作不安定さにより信頼性の向上が困難である。【０００６】  本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、基板上にｐ型半導体を備えてなるｐ型電極とｎ型半導体を備えてなるｎ電極を夫々設けて発光した光出力の発光部領域以外の漏洩電流を低減した設計構造の光半導体装置であって、高効率化・高光出力化・高信頼化が可能なものを提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】  この目的を達成するための本発明に係る光半導体装置の第一の特徴構成は、特許請求の範囲の欄の請求項１に記載した如く、基板上にｐ型半導体を備えてなるｐ型電極とｎ型半導体を備えてなるｎ型電極を夫々設けてある光半導体装置にあって、チップ間側壁面に露出している結晶接合端を絶縁膜で被覆してなる構造を有する点にある。【０００８】  同第二の特徴構成は、特許請求の範囲の欄の請求項２に記載した如く、基板上にｐ型半導体を備えてなるｐ型電極とｎ型半導体を備えてなるｎ型電極を夫々設けてある光半導体装置にあって、複数の隣接する発光部間に電気的絶縁分離領域を形成してなる構造を有する点にある。【０００９】  同第三から六の特徴構成は、特許請求の範囲の欄の請求項３、４、５、６に記載した如く、可視光線又は紫外光線を発光可能なＩＩＩ族窒化物半導体、もしくは、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体、もしくは、可視光線又は赤外光線を発光可能なＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を基板上に形成し、光取り出し構造を有する点にある。【００１０】  同第七の特徴構成は、特許請求の範囲の欄の請求項２に記載した如く、基板上にｐ型半導体を備えてなるｐ型電極とｎ型半導体を備えてなるｎ型電極を夫々設けてある光半導体装置にあって、複数の隣接する発光部間にイオン注入、もしくは、エッチング溝による電気的絶縁分離領域を設けてある構造を有する点にある。
【発明を実施するための形態】
【００１１】  図１は本発明の係る光半導体装置の構成を表すものである（（ａ）エピタキシャル結晶構造と（ｂ）デバイス構造）。
【００１２】  第１の実施の形態は、ＳｉＣ基板に、ＭＯＣＶＤエピタキシャル結晶成長法により、バッファ層として、ｎ−ＧａＮ低温堆積層（膜厚０．１μｍ、ドーピング濃度Ｓｉ：５Ｅ１８／ｃｍ３）、ｎ−ＡｌｘＧａ１−ｘＮバッファ層（ｘ＝０．０９，膜厚５０ｎｍ、ドーピング濃度Ｓｉ：５Ｅ１８／ｃｍ３）に引続き、ｎ−ＧａＮ（膜厚０．２μｍ、ドーピング濃度Ｓｉ：５Ｅ１８／ｃｍ３）、ｎ−Ｉｎ０．０９Ａｌ０．３２Ｇａ０．５９Ｎ（膜厚５０ｎｍ，ドーピング濃度Ｓｉ：５Ｅ１８／ｃｍ３），ｎ−ＧａＮ（膜厚０．２μｍ、ドーピング濃度Ｓｉ：５Ｅ１８／ｃｍ３）を順次成長した。
【００１３】  第２の実施の形態は、前記バッファ層に引続き、ｎ−ＡｌｘＧａ１−ｘＮクラッド層（Ｘ＝０．１５，膜厚０．５μｍ、ドーピング濃度Ｓｉ：５Ｅ１８／ｃｍ３）、ｉ−ＩｎｙＧａ１−ｙＮ活性層（ｙ＝０．２，膜厚０．２μｍ、アンドープ濃度＜１Ｅ１６／ｃｍ３）、ｐ−ＡｌｘＧａ１−ｘＮクラッド層（ｘ＝０．１５，膜厚０．５μｍ、ドーピング濃度Ｍｇ：１Ｅ１９／ｃｍ３）、ｐ−ＧａＮコンタクト層（膜厚０．１μｍ、ドーピング濃度Ｍｇ：１Ｅ１９／ｃｍ３）を順次成長した。
【００１４】  第３の実施の形態は、デバイス構造作製に関しては、エピ層表面上のｐ−コンタクト層にｐ電極、ヒートシンクバンプ、次いで、基板裏面側に、ｎ−コンタクトのｎ−電極を形成した。
【００１５】  図１（ｂ）は本発明の係る光半導体装置の断面構造を表すものである
【００１６】  第４の実施の形態は、デバイス構造作製に関しては、まず、結晶ウエハにおけるチップ間ダイシングのためのグリッドライン溝をエッチングで形成し、次いで結晶接合端をＳｉＯ２，ＳｉＯＮ，ＳｉＮ４等の絶縁パッシベーション膜で被覆した。引続き、エピ層表面上のｐ−コンタクト層にｐ電極、ヒートシンクバンプ、次いで、基板裏面側に、ｎ−コンタクトのｎ−電極を形成した。
【００１７】  図２は本発明の係る光半導体装置のチップ間側壁パッシベーション断面構造を表すものである。
【００１８】  第５の実施の形態は、デバイス構造作製に関しては、基板上にｐ型半導体を備えてなるｐ型電極とｎ型半導体を備えてなるｎ型電極を夫々設けてある光半導体装置にあって、標準的なフォトリソグラフィにて複数の隣接する発光部間パターンニング、イオン注入防止のフォトレジスト膜を形成後、Ｂイオン、もしくはＯ２イオンを加速電圧１００ｋＶにて注入して、高抵抗領域を形成した。
【００１９】  図２は本発明の係る複数の隣接する発光部間に発光分離領域を表すものである。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る光半導体装置：（ａ）エピタキシャル結晶構造と（ｂ）デバイス構造
【図２】本発明に係る光半導体装置のチップ間側壁パッシベーション断面構造
【図３】本発明に係る光半導体装置の複数の隣接発光部の断面構造
【図１】
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【図２】
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【図３】
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