(57)【要約】【課題】発生した光を有効に活用することにより、高輝度で、かつ白色の発光素子の色度の調整を容易にできるＺｎＳｅ系発光素子を提供する。【解決手段】出射面１６から光を外部に出射するＺｎＳｅ系発光素子であって、自己活性発光中心ＳＡを含むｎ型ＺｎＳｅ基板１と、ｎ型ＺｎＳｅ基板１の上に形成された活性層４と、出射面１６と反対側の面に位置し、光を出射面側に反射するＡｌ層９ａとを備える。【選択図】　　　　図１０
2004039663.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
出射面から光を外部に出射する半導体発光素子であって、
自己活性発光中心を含む第１導電型半導体基板と、
前記第１導電型半導体基板の上に形成された活性層と、
前記出射面と反対側の面に位置し、光を前記出射面側に反射するＡｌ層とを備える、半導体発光素子。
【請求項２】
前記出射面が、前記活性層の上に形成された第２導電型半導体層の側に位置し、前記Ａｌ層が前記第１導電型半導体基板に電気的に接続される電極を構成する、請求項１に記載の半導体発光素子。
【請求項３】
前記第１導電型半導体基板の表面に第１導電型不純物を前記第１導電型半導体基板よりも高濃度に含む高濃度第１導電型半導体層を設け、その高濃度第１導電型半導体層に接して、前記Ａｌ層が位置している、請求項２に記載の半導体発光素子。
【請求項４】
前記出射面が、前記第１導電型半導体基板の側に位置し、前記Ａｌ層が前記活性層の上に形成された前記第２導電型半導体層の側に位置する、請求項１に記載の半導体発光素子。
【請求項５】
前記Ａｌ層の上に接して、さらにＡｕ層および／またはＴｉ層とＡｕ層との複合層を有する、請求項１〜４のいずれかに記載の半導体発光素子。
【請求項６】
前記第１導電型半導体基板が自己活性発光中心を含むｎ型ＺｎＳｅ基板であり、前記ｎ型ＺｎＳｅ基板の上に形成されたｐｎ接合を含む活性層を有する、請求項１〜５のいずれかに記載の半導体発光素子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体発光素子に関し、より具体的にはＺｎＳｅ系発光素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＺｎＳｅ系白色発光素子では、ｎ型ＺｎＳｅ基板上に形成されたｐｎ接合を含む活性層において青色光を発光し、さらに、ＺｎＳｅ基板における自己活性発光中心（ＳＡ（Ｓｅｌｆ−Ａｃｔｉｖａｔｅｄ）中心）がその青色光を受けて励起され黄色光を発光する。図１２は、ＺｎＳｅ系白色発光素子を示す構成概略図である。ＳＡ中心を有するｎ型ＺｎＳｅ基板１０１の上にｎ型ＺｎＳｅエピタキシャル層１０３が形成され、その上に少なくとも１つのｐｎ接合を含む発光層である活性層１０４が形成されている。その上にはｐ型ＺｎＳｅエピタキシャル層１０５が形成されている。活性層１０４で発光を生じさせるには、ｎ型ＺｎＳｅ基板１０１の裏面に設けたｎ型電極１１２と、ｐ型ＺｎＳｅエピタキシャル層１０５の上に設けたｐ型電極１１０との間に電圧を印加する。電圧は、ｐｎ接合に順方向電圧がかかるように、ｐ型電極１１０に所定の電圧を、またｎ型電極１１２にそれより低い電圧を印加する。この電圧印加により、ｐｎ接合にキャリアが注入され、活性層１０４で発光が生じる。ＺｎＳｅ化合物半導体の場合、活性層から発光される光は、活性層内のＺｎＳｅ層に相当する波長の青色である。この青色発光は狭いバンド幅を有する。
【０００３】
この青色光は、上面側のｐ型ＺｎＳｅエピタキシャル層を通り出射面から外に出射されるだけでなく、下側のｎ型ＺｎＳｅ基板１０１にも到達する。ｎ型ＺｎＳｅ基板には、あらかじめ、ヨウ素、アルミニウム、塩素、臭素、ガリウム、インジウム等を少なくとも１種類ドーピングしてｎ型導電性としている。このドーピングにより、ＺｎＳｅ基板にはＳＡ発光中心が形成される。上記の青色光を含む５１０ｎｍ以短の短波長域の光の照射により、ＳＡ発光中心から、５５０ｎｍ〜６５０ｎｍの長波長域の光が発光される。この長波長域の光は、黄色または橙色の可視光である。
【０００４】
図中の活性層からの青色もしくは青緑色発光のうち、ＺｎＳｅ基板方向に伝播するものは、ＺｎＳｅ基板１に吸収されて、光励起発光を起こして黄色もしくは橙色もしくは赤色の光を発する。この両者の発光を組み合わせることにより、白色光を得ることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、ＺｎＳｅ系半導体発光素子を発光させるためには、ｐ型半導体層の上に配置されたｐ型電極と、ｎ型ＺｎＳｅ基板の裏面に形成されるｎ型電極の間に電圧を印加する必要がある。ｎ型ＺｎＳｅ基板の裏面に形成されるｎ型電極には、従来、融着法によるＩｎや、再成長または蒸着法によるＡｕ／Ｔｉが使用されていた。これらの金属は、活性層からの青色もしくは青緑色発光やｎ型ＺｎＳｅ基板で発生する長波長域の光に対して反射率が低く、これらの光の多くを吸収していた。
【０００６】
上記のように、ＺｎＳｅ系発光素子は、活性層で発生する短波長域の光に加えて、ＺｎＳｅ基板で発生する長波長域の光も用いる。このため、ＺｎＳｅ系基板における発光をできるだけ多く有効に取り出すことは出力向上や色度制御のためにも重要である。
【０００７】
本発明の主目的は、半導体素子で発生した光を有効に活用することにより、高輝度の半導体発光素子を得ることにある。また、副次的な目的は、白色光を発光する半導体発光素子の色度の調整やさらに出力、色度のばらつきを抑制するにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の半導体発光素子は、出射面から光を外部に出射する半導体発光素子である。この半導体発光素子は、自己活性発光中心を含む第１導電型半導体基板と、第１導電型半導体基板の上に形成された活性層と、出射面と反対側の面に位置し、光を出射面側に反射するＡｌ層とを備える。
【０００９】
上記のように、出射面と反対側の実装基板側にＡｌ層を配置させることにより、活性層から発光する青色光および半導体基板中からのＳＡ発光をＡｌ層で反射し、出射面に向けることにより、出力を向上、すなわち輝度を向上することができる。また、ＳＡ発光中心から発光される光もＡｌ層で反射され有効化されるが、それだけでなく短波長域光が反射されて半導体基板中を伝播するとき、再度ＳＡ発光中心を励起するので、その分長波長域光の強度は増大し、励起に寄与した活性層からの光は吸収され、その強度は減少する。このため、白色光において活性層からの光の成分に対して、ＳＡ発光中心からの光の成分を高めることが可能になる。
【００１０】
上記の発光素子は、実装されるとき、エピアップ（基板ダウン）実装でも、エピダウン（基板アップ）実装でもよい。エピダウン等とは、上記第１および第２導電型半導体層が基板上にエピタキシャル成長されるために呼ばれる実装における発光素子の向きを表す用語である。エピアップ（基板ダウン）とは、半導体基板が実装基板に固定され、エピタキシャル層が出射面を構成することをさし、エピダウン（基板アップ）とはエピタキシャル層の側が実装基板に固定され、半導体基板が出射面を構成することをさす。上記のＡｌ層は、エピアップ実装することを前提とする半導体発光素子にも、エピダウン実装することを前提とする半導体発光素子にも用いることができる。
【００１１】
すなわち、上記の出射面は、活性層の上に形成された第２導電型半導体層の側に位置し、Ａｌ層が第１導電型半導体基板に電気的に接続される電極を構成してもよい。
【００１２】
上記の構成により、エピアップ実装において、Ａｌ層における反射により高輝度を実現することができる。すなわち、活性層からの光がＡｌ層に向うとき、およびＡｌ層で反射されて出射面に向うときの合計２回半導体基板中のＳＡ発光中心を励起する。このため、ＳＡ発光の強度を高め、また活性層からの光そのものの強度をも高くすることができる。
【００１３】
上記の第１導電型半導体基板の表面（裏面）に第１導電型不純物を第１導電型半導体基板よりも高濃度に含む高濃度第１導電型半導体層を設け、その高濃度第１導電型半導体層に接して、Ａｌ層が位置する構造としてもよい。
【００１４】
この構成により、エピアップ実装の場合に、裏面電極をオーミックにすることが容易となる。
【００１５】
上記の出射面は、第１導電型半導体基板の側に位置し、Ａｌ層が活性層の上に形成された第２導電型半導体層の側に位置するようにしてもよい。
【００１６】
この構成により、エピダウン実装においても、半導体発光素子中で発光した光の有効活用をはかり、輝度を高めることができる。
【００１７】
また、上記のＡｌ層の上に接して、さらにＡｕ層、および／または、２層からなるＴｉ（下層）／Ａｕ（上層）を有することができる。このＡｕ層またはＴｉ／Ａｕ層により、不安定なＡｌ層を保護して安定化することが可能となる。
【００１８】
上記の第１導電型半導体基板が自己活性発光中心を含むｎ型ＺｎＳｅ基板であり、ｎ型ＺｎＳｅ基板の上に形成されたｐｎ接合を含む活性層を有する構成とすることができる。
【００１９】
上記のように、半導体基板として比較的製造しやすいｎ型ＺｎＳｅを用い、たとえばエピアップ実装する場合、活性層で生じた光がＡｌ層に到達する。活性層からＺｎＳｅ基板の表面（裏面）にまで到達する光量は基板の吸収係数に依存するが、ＰＶＴ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ　Ｖａｐｏｒ　Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ）法で作製したＺｎＳｅ基板の吸収係数はそれほど大きくなく、相当量の光が活性層からＺｎＳｅ基板の表面（裏面）に到達する。裏面に到達した光は、Ａｌ層で反射して、上方へと戻される。従来の裏面電極に用いられていたＩｎ電極やＴｉ電極では、これらの光は裏面電極でほとんど吸収されていた。上記のようにＡｌ層を配置することにより、光取り出し部へと反射され、ＺｎＳｅ基板をもう一度通る。活性層からの光がもう一度ＺｎＳｅ基板を上方へと通過するとき、ＺｎＳｅ基板中の発光中心からもう一度長波長域の光を発光させる。このため、全体の輝度を向上させるだけでなく、相対的にＳＡ発光中心からの光の比率を増すことができる。この結果、たとえば寒色系の白色光をより完全な白色光に近づけたり、さらに暖色系の白色光を得ることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
次に図面を用いて、本発明の実施の形態について説明する。
【００２１】
（実施の形態１）
半導体発光素子のＺｎＳｅ系白色ＬＥＤでは、ｎ型ＺｎＳｅ基板上に成長させたエピタキシャル活性層からの青色光の一部がＺｎＳｅ基板中を進行するときＳＡセンタの励起を行う。このとき、青色光の一部は上記励起のために吸収される。ＳＡセンタは励起され、その緩和過程で発光されるＳＡ発光を利用することによって白色化を実現している。この白色ＬＥＤではＺｎＳｅ基板の裏面に、金属のｎ型電極が形成されている。ＺｎＳｅ基板の青色光の吸収が十分でない場合、青色光の一部はＺｎＳｅ基板の裏面電極に達する。一方、ＳＡ発光は、等方的であり、出射面側にも実装面側にも同じ光量の光が放射されるので、相当量のＳＡ光が裏面電極に達する。
【００２２】
ＺｎＳｅ基板の裏面電極での反射率が１００％であれば、裏面電極に光が達しても問題は生じない。しかし、実際には１００％の反射率はあり得ず、吸収は避けられない。したがってＺｎＳｅ裏面電極界面での反射率は白色ＬＥＤの発光特性を決める上で重要なファクタである。しかし、今までその反射率は測定されておらず、反射率に関する実際の知見はないに等しい。そこで、ＺｎＳｅ基板の裏面電極界面での反射率を測定した。裏面電極としてはＴｉ層、Ｉｎ層、それにＡｌ層を用い、以下の結果を得た。
【００２３】
（ａ１）　反射率測定の原理
図１（ａ）に示す配置で反射率を測定すると、測定される反射率（ｒ１）は、空気／ＺｎＳｅ界面での反射率（Ｒ０）と、ＺｎＳｅ中での吸収係数（ａ）と、ＺｎＳｅ／裏面電極界面での反射率（Ｒ１）とを含んだ値になる。したがってｒ１を測定するだけではＲ１を決定することはできない。ｒ１の測定に加え、図１（ｂ）の配置、すなわち裏面電極がない状態での反射率（ｒ０）と、透過率（Ｔ０）とを測定し、これらの３測定の結果からＲ０、Ｒ１、ｒ１およびａを求めることが可能となる。
【００２４】
測定値であるｒ１、ｒ０、Ｔ０と、Ｒ０、Ｒ１およびａとの間には、多重反射も考慮すると以下の関係がある。
【００２５】
ｒ０＝Ｒ０　＋　［｛Ａ２Ｒ０（１−Ｒ０）２｝／｛１−（ＡＲ０）２｝］
Ｔ０＝｛Ａ（１−Ｒ０）２｝／｛１−（ＡＲ０）２｝
ｒ１＝Ｒ０　＋　［｛Ａ２Ｒ１（１−Ｒ０）２｝／｛１−Ａ２Ｒ０Ｒ１｝］
Ａ＝ｅｘｐ（−ａｄ）
ここで、ｄはＺｎＳｅ基板の厚みである。これらの関係式を使えば、測定値ｒ１、ｒ０、Ｔ０からＲ０、Ｒ１、ａを算出することができる。
【００２６】
（ａ２）　Ｔｉ／Ａｕ電極の場合の測定
使用したサンプルは以下の３つのサンプルである。
【００２７】
（ｓ１）　ａｓ−ｇｒｏｗｎ　ＰＶＴ基板（Ｐｈｙｓｉｃａｌ　Ｖａｐｏｒ　Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ法）
（ｓ２）　Ａｌ−ｄｏｐｅｄ　　ＰＶＴ基板
（ｓ３）　ＣＶＴ基板（Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｖａｐｏｒ　Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ法）
各ウエハを１０ｍｍ×１０ｍｍにへき開後、厚み２００μｍになるように両面ミラー研磨を施した。サンプル（ｓ２）Ａｌ−ｄｏｐｅｄ　　ＰＶＴに関しては、Ａｌが存在する領域が残るように各面を研磨した。
【００２８】
電極溶着前に上記３つのサンプルの透過率Ｔ０および反射率ｒ０を測定した。測定結果を図２および図３に示す。
【００２９】
透過率の違いは、ドーピングの有無とドーパントの違いによるものである。ドーピングすると吸収端が長波長側にシフトする。Ａｌよりヨウ素の方がその傾向が顕著である。反射率は長波長側ではあまり変わらないが、吸収端近くになると大きく異なる。しかし、これだけでは吸収の影響が出たのか界面での反射率Ｒ０が異なるのかは判断できない。上記の測定結果から、空気／ＺｎＳｅ界面での反射率Ｒ０と吸収係数ａを算出した結果を図４および図５に示す。これらの図によれば、Ｒ０は各サンプルで大きく異ならない。
【００３０】
次に、これらのサンプルの片面にＴｉ／Ａｕ薄膜を蒸着した。Ｔｉの膜厚は５００Å、Ａｕの膜厚は１０００Åとした。ここでＴｉ膜は十分に厚く、入射光は透過しないのでＴｉの後に蒸着したＡｕの影響はほとんどないと考えられる。反射率ｒ１の測定結果を図６に示す。
【００３１】
この反射率ｒ１からＴｉ／ＺｎＳｅ界面での反射率Ｒ１を算出すると、図７のようになる。図７からわかるように、Ｔｉ／ＺｎＳｅ界面での反射率Ｒ１はあまり高くない。裏面電極に対した入射光の多くは吸収され失われてしまう。ＣＶＴ基板を使用した場合、青色光に対する吸収係数が大きいので（図４参照）、青色光は裏面まで達しない。しかし、青色光が変換されたＳＡ光の一部はやはり裏面に達するので、光の吸収ロスは避けられない。ＰＶＴ基板を使用した場合、青色光の吸収係数が小さいので、青色光の一部は裏面に達して吸収され失われる。もちろん活性層からの青色光だけでなく、ＳＡ光の一部も失われる。
【００３２】
（ａ３）　Ｉｎ電極およびＡｌ電極の場合
次に、ａｓ−ｇｒｏｗｎ　ＰＶＴ基板の片面にＩｎまたはＡｌを蒸着して反射率ｒ１を測定して、ＩｎおよびＡｌに対する反射率Ｒ１を評価する。ここでａｓ−ｇｒｏｗｎ　ＰＶＴ基板の吸収係数ａと反射率Ｒ０としては（ａ２）において測定した値を使用し、ここで新たに測定はしなかった。
【００３３】
測定した反射率ｒ１とそれから見積った（ＩｎまたはＡｌ／ＺｎＳｅ界面）の反射率Ｒ１を図８および図９に示す。
【００３４】
図８および図９からわかるように、Ｉｎ電極を使用した場合、Ｔｉ電極よりはやや反射率は上がるが、大きく向上するわけではない。一方、Ａｌ電極を使用すると反射率が大幅に向上することがわかる。したがって裏面電極にＡｌを使用することにより、発光素子（ＬＥＤ）の輝度を大きく向上させることが可能となる。
【００３５】
（ａ４）　まとめ
上記の測定結果をまとめると、（Ｔｉ、ＩｎまたはＡｌ／ＺｎＳｅ界面）での反射率を測定し、Ｔｉ電極および／またはＩｎ電極を使用した場合、反射率は２０％〜３０％程度と低いことを確認した。これに対して、Ａｌ電極では、反射率は７５％程度と大幅に高くなることが判明した。したがって白色ＬＥＤの裏面電極として、Ｔｉ層やＩｎ層を使用すると、裏面電極での光の吸収ロスが大きくなるが、Ａｌ層を使用すればその吸収ロスが大幅に減少することが分かった。この結果、出射面と反対側の実装面の電極にＡｌ層を用いることにより、実装面において光を反射して出射面側に向わせるので、光を無駄にしないで輝度を高めることが可能になる。
【００３６】
（実施の形態２）
図１０は、本発明の実施の形態２におけるＺｎＳｅ系発光素子を示す図である。図１０において、ｎ型ＺｎＳｅ単結晶基板１の上に、順次、１μｍ厚のｎ型ＺｎＳｅバッファ層２、０．５μｍ厚のｎ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層３、ＺｎＳｅ／ＺｎＣｄＳｅ多重量子井戸活性層４、０．５μｍ厚のｐ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層５、０．２μｍ厚のｐ型ＺｎＳｅ層６、ＺｎＴｅとＺｎＳｅの積層超格子構造からなるｐ型コンタクト層７が形成されている。さらにその上に、４０ｎｍ厚のｐ型ＺｎＴｅ層８が形成されている。このようなエピタキシャル構造の上に、Ａｕ薄膜１０ａが形成されている。
【００３７】
ｐｎ接合での発光は電極からの電流密度が高い位置ほど強く発光するので、電流が活性層中のｐｎ接合全体に行き渡って流れるよう、ｐ型ＺｎＳｅエピタキシャル膜の表面を、薄い金（Ａｕ）膜が被覆している。金膜の厚さは薄ければ薄いほどよいが、薄くなり過ぎると均一な発光が得られなくなる。
【００３８】
ｎ型ＺｎＳｅ基板１には、ｎ型不純物であるヨウ素、アルミニウム、塩素、臭素、ガリウム、インジウム等を１種類以上ドーピングし、５１０ｎｍ以短の波長の光の照射により５５０ｎｍ〜６５０ｎｍの範囲に発光波長の中心をもつＳＡ（Ｓｅｌｆ−Ａｃｔｉｖａｔｅｄ）発光中心を形成している。なお、以後、ＺｎＳｅ基板に形成される各層はいずれもエピタキシャル層であるが、エピタキシャル層であることを一々断らない。
【００３９】
図１０で最も特徴的なことは、ｎ型ＺｎＳｅ基板の裏面にＡｌ層９ａが配置されていることである。Ａｌ層９ａとｎ型ＺｎＳｅ基板１との間には、ｎ型不純物をＺｎＳｅ基板よりも高濃度で含むｎ＋型ＺｎＳｅ層１９が介在している。ｎ＋型ＺｎＳｅ層１９はエピタキシャル膜であることが望ましい。このような高濃度ｎ型ＺｎＳｅ層１９を介在させることにより、Ａｌ層９ａはｎ型ＺｎＳｅ基板１とオーミック接触を実現することが容易となる。Ａｌ層９ａの上にはＡｌ層の不安定性を保護するためにＡｕ膜９ｂが被覆される。
【００４０】
上記のように、ｎ型ＺｎＳｅ基板の裏面電極にＡｌ層が配置されたことにより、従来、Ｔｉ層やＩｎ層などにより吸収され損失されていた光の大部分を出射面側に反射することができる。このため、ＺｎＳｅ系発光素子の出力を向上させ、輝度を高めることができる。また、従来、ＳＡ発光からの長波長域光は裏面電極に向かうものは吸収ロスとされていたが、その分の大部分が反射されて出射面側に向い有効化される。さらに、活性層からの短波長域光がＡｌ層で反射されて出射面側に向うときＳＡ発光中心は再度励起されて、長波長域の光を発光する。また、その励起に寄与した短波長域光は吸収されロスとなる。このため、相対的に長波長域光の強度が短波長域光の強度に比べて高くなり、寒色の白色光をより完全な白色光に近づけることが可能となる。すなわち、輝度を向上させるだけでなく、白色光の色度の調整をすることができる。
【００４１】
（実施例）
実施の形態２のＺｎＳｅ系発光素子を作製して、Ａｌ層を設けた効果を検証した。本発明例は、図１０に示すＺｎＳｅ系発光素子であり、ＺｎＳｅ基板１の裏面にＡｌ層９ａを配置してある。また、Ａｌ層９ａとＺｎＳｅ基板１との間にはｎ＋型ＺｎＳｅ層１９を介在させ、Ａｌ層９ａの上にはＡｕ層９ｂを積層している。また、比較例として、Ａｌ層の代わりにＴｉ層を用いたＺｎＳｅ系発光素子を作製した。これら本発明例と比較例とについて、輝度および色度を測定した。色度は直上の色度である。結果を表１に示す。
【００４２】
【表１】
2004039663.tif 000003
【００４３】
表１によれば、従来のように、Ｔｉ／Ａｕからなる電極では、出力は１．８３ｍＷが得られた。一方、本発明例では、出力２．７２ｍＷとなり、約１．５倍の出力を得ることができた。また、色度（Ｘ，Ｙ）は、Ｔｉ層を用いた場合、（０．１８４，０．２６１）であり、寒色系白色であった。しかし、Ａｌ層を用いることにより、（０．２０８，０．２６１）となり、暖色成分を増大させる効果が得られた。このようにＡｌ電極を用いることにより、出力向上および色度制御が可能となり、高出力の白色ＬＥＤを得ることができる。また、活性層からの光を裏面で反射することにより、出力および色調のばらつきを抑えることができる。
【００４４】
（実施の形態３）
図１１は、本発明の実施の形態３におけるＺｎＳｅ系発光素子を示す図である。本実施の形態では、ＺｎＳｅ基板アップ（ｐ型層ダウン）実装に特徴がある。ｐ型層ダウン実装であるため、活性層の全体にわたって所定以上の電流密度を供給するためｐ型電極は全面を覆う必要があるが、出射面を構成するｎ型ＺｎＳｅ基板の表面全体にわたってＴｉ／Ａｕ膜を形成する必要はない。このため、出射面１６には、格子状電極１２が設けられている。上記の構造のため、Ａｌ層の反射作用の効果に加えて、ｐ型層ダウン実装により、出射面を全面被覆するｐ型電極Ｔｉ／Ａｕ膜を用いなくてもよく、この分の輝度上昇をさらに得ることが可能になる。
【００４５】
図１１において、ｎ型ＺｎＳｅ基板１の上面に接して基板１よりも高濃度にｎ型不純物を含む高濃度ＺｎＳｅエピタキシャル層１５が設けられている。この高濃度ＺｎＳｅエピタキシャル層１５に接してＴｉ／Ａｕからなる格子状電極１２が設けられている。この高濃度ＺｎＳｅエピタキシャル層１５は、Ｔｉ／Ａｕ格子状電極１２がオーミック電極となることが容易となるように設けられている。この高濃度ＺｎＳｅエピタキシャル層１５は、またこの発光装置における出射面１６を形成する。
【００４６】
上記のＺｎＳｅ基板の上には、順に下側に、ｎ型ＺｎＳｅバッファ層２と、ｎ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層３と、ＺｎＳｅ／ＺｎＣｄＳｅ多重量子井戸活性層４と、ｐ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層５およびｐ型ＺｎＴｅ／ＺｎＳｅ超格子コンタクト層７とが形成されている。ｐ型ＺｎＴｅ／ＺｎＳｅ超格子コンタクト層７の上には、オーミック電極Ａｕを周辺部に格子状に配置し、さらに電流をチップ全面に拡げるためにハニカム状のＡｕ電極を形成する。この電極にＡｌを全面に蒸着し、ハニカム状の開口部から出射される活性層からの発光を反射させる。なお、ボトム側の電極はオーミック接触をする金属が、（ｓ１）所定の面積被覆率で離散的に全面に配置されるか、または（ｓ２）連続していても所定の開口率の開口部を有しながら全面に配置され、残りの部分をＡｌ層が被覆すればよい。上記実施の形態におけるＡｕ膜の格子状電極とハニカム形状との組み合わせの配置は、上記（ｓ２）の連続していながら、所定の開口率を有する場合に該当する。上記のボトム電極では、オーミック接触する金属（Ａｕ）が周縁部に配置され、格子状電極が形成されていたが、ボトム電極の全面に、オーミック接触の金属が離散的に配置されていてもよい。すなわち、（ｓ１）の配置であってもよい。
【００４７】
図１１の構造によれば、エピアップ構造と異なり、出射面の全面を覆うＡｕ膜はない。このため、出射光がＡｕ電極膜で吸収されることがないので、この分、高輝度にすることができる。さらに、実施の形態２で詳細に説明したように、活性層からの光はｐ側電極に部分的に設けられたＡｌ層による反射作用を得ることにより、より一層輝度を向上させることができる。また、実施の形態２で説明した理由により、寒色系の白色光における暖色系の光の強度を高め、より完全な白色光に近づけることが可能となる。
【００４８】
上記において、本発明の実施の形態について説明を行なったが、上記に開示された本発明の実施の形態はあくまで例示であって、本発明の範囲はこれら発明の実施の形態に限定されない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むことを意図するものである。
【００４９】
【発明の効果】
本発明の半導体発光素子を用い、Ａｌ層を出射面と反対側の面の電極に用いることにより、高輝度で、かつＳＡ発光の成分を高めて色度の調整を容易に行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における反射率の測定方法の原理図であり、（ａ）は空気と接する面からの反射を含む反射率ｒ１の測定を示す図であり、（ｂ）は（ａ）の測定を補完して必要な反射率Ｒ１を得るために、反射率ｒ０および透過光Ｔ０を測定する方法を示す図である。
【図２】透過光Ｔ０の測定結果を示す図である。
【図３】反射率ｒ０の測定結果を示す図である。
【図４】Ｔ０とｒ０との測定結果から算出した吸収係数ａを示す図である。
【図５】Ｔ０とｒ０との測定結果から算出した反射率Ｒ０を示す図である。
【図６】反射率ｒ１の測定結果を示す図である。
【図７】Ｔｉ／ＺｎＳｅ界面における反射率Ｒ１の算出結果を示す図である。
【図８】Ａｌ層、Ｉｎ層およびＴｉ層をそれぞれＺｎＳｅ基板の裏面に有する場合の反射率ｒ１の測定結果を示す図である。
【図９】Ａｌ層、Ｉｎ層およびＴｉ層のそれぞれとＺｎＳｅ層との界面の反射Ｒ１の算出結果を示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態２におけるＺｎＳｅ系発光素子を示す図である。
【図１１】本発明の実施の形態３におけるＺｎＳｅ系発光素子を示す断面図である。
【図１２】従来のＺｎＳｅ系発光素子を示す図である。
【符号の説明】
１　ｎ型ＺｎＳｅ基板、２　ｎ型ＺｎＳｅバッファ層、３　ｎ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層、４　ＺｎＳｅ／ＺｎＣｄＳｅ多重量子井戸活性層、５　ｐ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層、７　ｐ型ＺｎＴｅ／ＺｎＳｅ超格子コンタクト層、８　ｐ型ＺｎＴｅ層、９ａ　Ａｌ層、９ｂ　Ａｕ層、１０　ｐ型電極、１０ａ　Ａｕ膜、１０ｂ　格子状Ｔｉ／Ａｕ膜、１２　ｎ型電極、１５　ｎ＋型ＺｎＳｅ層、１６　出射面、ＳＡ　自己活性中心。
【図１】
2004039663.tif 000004
【図２】
2004039663.tif 000005
【図３】
2004039663.tif 000006
【図４】
2004039663.tif 000007
【図５】
2004039663.tif 000008
【図６】
2004039663.tif 000009
【図７】
2004039663.tif 000010
【図８】
2004039663.tif 000011
【図９】
2004039663.tif 000012
【図１０】
2004039663.tif 000013
【図１１】
2004039663.tif 000014
【図１２】
2004039663.tif 000015