(57)【要約】【課題】発光強度を高めたＡｌＧａＩｎＰ発光ダイオード装置の提供。【解決手段】半導体基板、再発光層、第１ドープ濃度を具えたＡｌＧａＩｎＰ層、第１ドープ濃度より低い第２ドープ濃度を具えたＡｌＧａＩｎＰ下クラッド層、アンドープＡｌＧａＩｎＰ活性層、ＡｌＧａＩｎＰ上クラッド層、ウインドウ層、ウインドウ層の上の環形上部電極と半導体基板の下の層状底部電極を具え、再発光層は少なくとも一つの該再発光層により形成された第１領域及びＡｌ２  Ｏ３  で形成されて第１領域を包囲する第２領域を具え、ＡｌＧａＩｎＰ下クラッド層と再発光層の間のＡｌＧａＩｎＰ層の第１ドープ濃度がＡｌＧａＩｎＰ下クラッド層の第２ドープ濃度より高く、ＡｌＧａＩｎＰ層が横向き導通能力を提供し、Ａｌ２  Ｏ３  の第２領域がその上に照射する光線を完全に反射する。【選択図】        図３
2004158558.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＡｌＧａＩｎＰ発光ダイオード装置において、
第１導電性を具えた半導体基板と、
第１導電性を具え、該半導体基板の上に形成された再発光層と、
第１導電性と第１ドープ濃度を具え該再発光層の上に形成されたＡｌＧａＩｎＰ層と、
該ＡｌＧａＩｎＰ層の上に形成され第１導電性と第１ドープ濃度より低い第２ドープ濃度を具えたＡｌＧａＩｎＰ下クラッド層と、
該ＡｌＧａＩｎＰ下クラッド層の上に形成されたアンドープＡｌＧａＩｎＰ活性層と、
該アンドープＡｌＧａＩｎＰ活性層の上に形成され第１導電性と電性が反対の第２導電性を具えたＡｌＧａＩｎＰ上クラッド層と、
該ＡｌＧａＩｎＰ上クラッド層の上に形成され第２導電性を有するウインドウ層と、
第２導電性を有し該ウインドウ層の上に形成された環形上部電極と、
第１導電性を有し半導体基板の下に形成された層状底部電極と、
を具えたことを特徴とする、ＡｌＧａＩｎＰ発光ダイオード装置。
【請求項２】
請求項１に記載のＡｌＧａＩｎＰ発光ダイオード装置において、第１導電性と第１ドープ濃度を具えたＡｌＧａＩｎＰ層の厚さがＡｌＧａＩｎＰ層下クラッド層の厚さ以上であることを特徴とする、ＡｌＧａＩｎＰ発光ダイオード装置。
【請求項３】
請求項１に記載のＡｌＧａＩｎＰ発光ダイオード装置において、再発光層の周囲の環状Ａｌ２  Ｏ３  領域を具えたことを特徴とする、ＡｌＧａＩｎＰ発光ダイオード装置。
【請求項４】
請求項１に記載のＡｌＧａＩｎＰ発光ダイオード装置において、再発光層が該再発光層で形成された第１領域とＡｌ２  Ｏ３  で形成された第２領域を具え、該第２領域が第１領域を包囲したことを特徴とする、ＡｌＧａＩｎＰ発光ダイオード装置。
【請求項５】
請求項１に記載のＡｌＧａＩｎＰ発光ダイオード装置において、再発光層がＡｌ２  Ｏ３  で形成された第１領域と、該再発光層で形成された複数の第２領域を具え、これら第２領域が第１領域中に形成されたことを特徴とする、ＡｌＧａＩｎＰ発光ダイオード装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は一種の半導体発光ダイオード装置に係り、特に、発光強度を高めたＡｌＧａＩｎＰ発光ダイオード装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
発光ダイオード（ＬＥＤ）は１９６０年代に開発されてから、４０年以上研究され発展し、伝統的なＬＥＤから現在の高輝度ＬＥＤに至っている。ＬＥＤは生活上相当広く応用されており、例えば交通標識、自動車指示ランプ、屋外大型フルカラー看板に応用され、将来的には照明への応用が研究されている。
【０００３】
しかし、現在のエピタキシャル成長技術はすでに内部量子効率（ｉｎｔｅｒｎａｌ  ｑｕａｎｔｕｍ  ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ）を９０％以上に高めることができるが、高輝度ＬＥＤの外部量子効率（ｅｘｔｅｒｎａｌ  ｑｕａｎｔｕｍ  ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ）はただ１０％或いはそれより低い。これにより、いかにＬＥＤ内部に発生する光を各種の装置構造及び工程の研究開発により導出するかが、ＬＥＤの輝度を高める上で、非常に重要な課題となっている。
【０００４】
図１は周知の（Ａｌｘ  Ｇａ１−ｘ  ）０．５  Ｉｎ０．５  Ｐ発光ダイオード装置１０の断面構造表示図である。この（Ａｌｘ  Ｇａ１−ｘ  ）０．５  Ｉｎ０．５  Ｐ発光ダイオード装置の構造は、厚さが約２００μｍのｎ形ＧａＡｓ基板１０１、ｎ形ブラッグ反射器（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  Ｂｒａｇｇ  Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ；ＤＢＲ）１０２、厚さ約２μｍの（Ａｌｘ  Ｇａ１−ｘ  ）０．５  Ｉｎ０．５  Ｐ発光層（ａｃｔｉｖｅｒｅｇｉｏｎ）１０３、ｐ形ＧａＰウインドウ層１０４、ｐ形上部電極１０５及びｎ形底部電極１０６を具えている。
【０００５】
ｎ形ブラッグ反射器１０２はｎ形ＡｌＡｓ／Ａｌｘ  Ｇａ１−ｘ  Ａｓ層或いはｎ形ＡｌＡｓ／（Ａｌｘ  Ｇａ１−ｘ  ）０．５  Ｉｎ０．５  Ｐ層とされる。このｎ形ブラッグ反射器１０２は（Ａｌｘ  Ｇａ１−ｘ  ）０．５  Ｉｎ０．５  Ｐ発光層１０３からの発射光を反射する。
【０００６】
（Ａｌｘ  Ｇａ１−ｘ  ）０．５  Ｉｎ０．５  Ｐ発光層（ａｃｔｉｖｅ  ｒｅｇｉｏｎ）１０３はｎ形（Ａｌｘ  Ｇａ１−ｘ  ）０．５  Ｉｎ０．５  Ｐ下クラッド層、（Ａｌｘ  Ｇａ１−ｘ  ）０．５  Ｉｎ０．５  Ｐ活性層（ａｃｔｉｖｅ  ｌａｙｅｒ）及びｐ形（Ａｌｘ  Ｇａ１−ｘ  ）０．５  Ｉｎ０．５  Ｐ上クラッド層を具えている。ｎ形（Ａｌｘ  Ｇａ１−ｘ  ）０．５  Ｉｎ０．５  Ｐ下クラッド層及びｐ形（Ａｌｘ  Ｇａ１−ｘ  ）０．５  Ｉｎ０．５  Ｐ上クアッド層は、キャリア（電子又は正孔）を（Ａｌｘ  Ｇａ１−ｘ  ）０．５  Ｉｎ０．５  Ｐ活性層内に注入し、並びに注入されたキャリアを（Ａｌｘ  Ｇａ１−ｘ  ）０．５  Ｉｎ０．５  Ｐ活性層内に制限するのに用いられる。ｎ形（Ａｌｘ  Ｇａ１−ｘ  ）０．５  Ｉｎ０．５  Ｐ下クラッド層とｐ形（Ａｌｘ  Ｇａ１−ｘ  ）０．５  Ｉｎ０．５  Ｐ上クラッド層の個別の厚さは必ず注入キャリアの拡散長度より大きくなければならず、これによりキャリアが活性層より拡散してこの二つのクラッド層内に進入するのを防止する。
【０００７】
ｐ形ＧａＰウインドウ層１０４は電流を有効に拡散させ、並びに（Ａｌｘ  Ｇａ１−ｘ  ）０．５  Ｉｎ０．５  Ｐ発光層１０３の発射光を有効に装置より射出させるのに用いられ、これにより発光ダイオード装置の光出力（ｌｉｇｈｔ  ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ）効果を改善できる。
【０００８】
ｐ形上部電極１０５はｐ形ＧａＰウインドウ層１０４の表面のちょうど中央に形成され、その正面のｐ形電極は一般に円形或いはその他の形状とされる。ｎ形底部電極１０６はｎ形ＧａＡｓ基板１０１の下方に形成される。
【０００９】
発光ダイオード装置１０は正方向バイアスのｐｎ接合ダイオード装置とされ、それはｐ形（Ａｌｘ  Ｇａ１−ｘ  ）０．５  Ｉｎ０．５  Ｐ上クラッド層より正孔を射出し、ｎ形（Ａｌｘ  Ｇａ１−ｘ  ）０．５  Ｉｎ０．５  Ｐ下クラッド層より電子を射出する。正孔と電子はｐｎ接合の（Ａｌｘ  Ｇａ１−ｘ  ）０．５  Ｉｎ０．５  Ｐ活性層に流入し、電子正孔が結合し光を発生する。
【００１０】
図２は図１の発光ダイオード装置１０の内部電流分布図である。ｐ形上部電極１０５はｐ形ＧａＰウインドウ層１０４表面のちょうど中央に位置する円形電極とされる。ｐ形上部電極１０５の下の電流密度は最高であるが、ｐ形上部電極１０５の下で発生する光は、一部がｐ形上部電極１０５に吸収され、一部が結晶内へと反射され、結晶に反射された光は、相当大きな比率で結晶自身に吸収される。ゆえにこのような周知の発光ダイオード装置１０の構造設計は発光ダイオード装置の輝度表現に影響を与える。
【００１１】
このため、電流をｐ形上部電極の下方領域に流さないようにして周知の構造の欠点を解決する改良した装置構造設計が待たれている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の主要な目的は、一種のＡｌＧａＩｎＰ発光ダイオード装置を提供することにあり、それは、ドープＡｌＧａＩｎＰ層がブラッグ反射器とＡｌＧａＩｎＰ発光層の間に形成されている。このＡｌＧａＩｎＰ層のドープ濃度はＡｌＧａＩｎＰ発光層のＡｌＧａＩｎＰ下クラッド層のドープ濃度より大きいか、或いはその厚さがＡｌＧａＩｎＰ下クラッド層の厚さより大きく、このＡｌＧａＩｎＰ層が横向き導通能力を提供し、これによりＡｌＧａＩｎＰ発光ダイオードの発光領域がＡｌＧａＩｎＰ発光層の全体面積を占有し、これによりＡｌＧａＩｎＰ発光ダイオードの発光強度が高められる。
【００１３】
本発明のもう一つの目的は、一種のＡｌＧａＩｎＰ発光ダイオード装置を提供することにあり、それは、環形上部電極がウインドウ層の上に形成されたものとされ、これによりＡｌＧａＩｎＰ発光層が発射する光線がこの上部電極に遮断されず、これによりＡｌＧａＩｎＰ発光ダイオードの発光強度が高められる。
本発明のさらに別の目的は、一種のＡｌＧａＩｎＰ発光ダイオード装置を提供することにあり、それは、再発光層が、少なくとも一つの、この再発光層で形成された第１領域及び該第１領域を包囲しＡｌ２  Ｏ３  で形成された第２領域を具えている。Ａｌ２  Ｏ３  の屈折率はＡｌＧａＩｎＰ発光層の屈折率より非常に小さく、再発光層のＡｌ２  Ｏ３  領域に照射される光線は完全に反射され、これによりＡｌＧａＩｎＰ発光ダイオードの発光強度が高められる。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、ＡｌＧａＩｎＰ発光ダイオード装置において、
第１導電性を具えた半導体基板と、
第１導電性を具え、該半導体基板の上に形成された再発光層と、
第１導電性と第１ドープ濃度を具え該再発光層の上に形成されたＡｌＧａＩｎＰ層と、
該ＡｌＧａＩｎＰ層の上に形成され第１導電性と第１ドープ濃度より低い第２ドープ濃度を具えたＡｌＧａＩｎＰ下クラッド層と、
該ＡｌＧａＩｎＰ下クラッド層の上に形成されたアンドープＡｌＧａＩｎＰ活性層と、
該アンドープＡｌＧａＩｎＰ活性層の上に形成され第１導電性と電性が反対の第２導電性を具えたＡｌＧａＩｎＰ上クラッド層と、
該ＡｌＧａＩｎＰ上クラッド層の上に形成され第２導電性を有するウインドウ層と、
第２導電性を有し該ウインドウ層の上に形成された環形上部電極と、
第１導電性を有し半導体基板の下に形成された層状底部電極と、
を具えたことを特徴とする、ＡｌＧａＩｎＰ発光ダイオード装置としている。
請求項２の発明は、請求項１に記載のＡｌＧａＩｎＰ発光ダイオード装置において、第１導電性と第１ドープ濃度を具えたＡｌＧａＩｎＰ層の厚さがＡｌＧａＩｎＰ層下クラッド層の厚さ以上であることを特徴とする、ＡｌＧａＩｎＰ発光ダイオード装置としている。
請求項３の発明は、請求項１に記載のＡｌＧａＩｎＰ発光ダイオード装置において、再発光層の周囲の環状Ａｌ２  Ｏ３  領域を具えたことを特徴とする、ＡｌＧａＩｎＰ発光ダイオード装置としている。
請求項４の発明は、請求項１に記載のＡｌＧａＩｎＰ発光ダイオード装置において、再発光層が該再発光層で形成された第１領域とＡｌ２  Ｏ３  で形成された第２領域を具え、該第２領域が第１領域を包囲したことを特徴とする、ＡｌＧａＩｎＰ発光ダイオード装置としている。
請求項５の発明は、請求項１に記載のＡｌＧａＩｎＰ発光ダイオード装置において、再発光層がＡｌ２  Ｏ３  で形成された第１領域と、該再発光層で形成された複数の第２領域を具え、これら第２領域が第１領域中に形成されたことを特徴とする、ＡｌＧａＩｎＰ発光ダイオード装置としている。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明は一種の発光強度を高めたＡｌＧａＩｎＰ発光ダイオード装置を提供し、このＡｌＧａＩｎＰ発光ダイオード装置は、第１導電性の半導体基板、該半導体基板の上の第１導電性を具えた再発光層、第１導電性と第１ドープ濃度を具え再発光層の上に形成されたＡｌＧａＩｎＰ層、ＡｌＧａＩｎＰ層の上に位置し第１導電性と第１ドープ濃度より低い第２ドープ濃度を具えたＡｌＧａＩｎＰ下クラッド層、ＡｌＧａＩｎＰ下クラッド層の上に位置するアンドープＡｌＧａＩｎＰ活性層、アンドープＡｌＧａＩｎＰ活性層の上に位置し第１導電性と電性が反対の第２導電性を具えたＡｌＧａＩｎＰ上クラッド層、ＡｌＧａＩｎＰ上クラッド層の上に位置し第２導電性を有するウインドウ層、第２導電性を有しウインドウ層の上に位置する環形上部電極、第１導電性を有し半導体基板の下に位置する層状底部電極を具えている。ＡｌＧａＩｎＰ下クラッド層、アンドープＡｌＧａＩｎＰ活性層及びＡｌＧａＩｎＰ上クラッド層はＡｌＧａＩｎＰ発光層を形成する。ＡｌＧａＩｎＰ層の第１ドープ濃度はＡｌＧａＩｎＰ下クラッド層の第２ドープ濃度より高く、このＡｌＧａＩｎＰ層が横向き導通能力を提供し、これによりこのＡｌＧａＩｎＰ発光ダイオードの発光領域がＡｌＧａＩｎＰ発光層の全体面積を占め、ゆえにＡｌＧａＩｎＰ発光ダイオード装置の発光強度が高められる。
【００１６】
【実施例】
図３は本発明の第１実施例のＡｌＧａＩｎＰ発光ダイオード装置３０の断面図である。このＡｌＧａＩｎＰ発光ダイオード装置３０は、ｎ形半導体基板３００、ｎ形ブラッグ反射器３０１、第１ドープ濃度を具えたｎ形ＡｌＧａＩｎＰ層３０２、第１ドープ濃度より低い第２ドープ濃度を具えたｎ形ＡｌＧａＩｎＰ下クラッド層３０３、アンドープＡｌＧａＩｎＰ活性層３０４、ｐ形ＡｌＧａＩｎＰ上クラッド層３０５、及び厚さ１０μｍのｐ形ＧａＰウインドウ層を具えている。
【００１７】
ｎ形半導体基板３００は厚さ約２００μｍのｎ形ＧａＡｓ基板とされうる。ｎ形ブラッグ反射器３０１はｎ形半導体基板３００の上のＡｌＡｓ／Ａｌｘ  Ｇａ１−ｘ  Ａｓ再発光層を形成する。ｎ形ＡｌＧａＩｎＰ下クラッド層３０３、アンドープＡｌＧａＩｎＰ層３０４及びｐ形ＡｌＧａＩｎＰ上クラッド層３０５が一つのＡｌＧａＩｎＰ発光層を組成する。ｎ形ＡｌＧａＩｎＰ層３０２はｎ形ブラッグ反射器３０１とｎ形ＡｌＧａＩｎＰ下クラッド層３０３の間に形成される。好ましくは、ｎ形ＡｌＧａＩｎＰ下クラッド層３０３はドープ濃度が約１×１０１７イオン／ｃｍ３  のｎ形Ｉｎ０．５  （Ｇａ１−ｘ  Ａｌｘ  ）０．５  Ｐ下クラッド層とされ、アンドープＡｌＧａＩｎＰ層３０４はアンドープＩｎ０．５  （Ｇａ１−ｘ  Ａｌｘ  ）０．５  Ｐ活性層とされ、ｐ形ＡｌＧａＩｎＰ上クラッド層３０５はドープ濃度が約１×１０１７イオン／ｃｍ３  のｐ形Ｉｎ０．５  （Ｇａ１−ｘ  Ａｌｘ  ）０．５  Ｐ上クラッド層とされる。ｎ形ＡｌＧａＩｎＰ層３０２は好ましくはドープ濃度が約１×１０１８イオン／ｃｍ３  のｎ形Ｉｎ０．５  （Ｇａ１−ｘ  Ａｌｘ  ）０．５  Ｐ層とされる。ｐ形ＧａＰウインドウ層３０６はｐ形ＡｌＧａＩｎＰ上クラッド層３０５の上に形成される。さらに、ｐ形環形上部電極３０７はｐ形ＧａＰウインドウ層３０６の上方に形成される。
【００１８】
ｐ形環形上部電極３０７の形成ステップは以下のようであり、即ち、洗浄したチップをリソグラフィールームに送り、均一にＩＣ５９のネガティブホトレジストを塗布し、形状が環形のマスクを使用し、ソフトベーク、現像、ハードベークのステップの後、ホトレジストに必要な環状パターンを形成させ、さらにチップを熱抵抗式蒸着機に入れ、ＡｕＢｅ／Ａｕをチップに厚さ３０００Åから５０００Åを以て蒸着させる。金属を蒸着し終えたチップをアセトン中に入れ、ホトレジストを除去し、残った環状部分の金属を、さらに、メタノール、脱イオン水で洗浄し並びに窒素ガスガンで送風乾燥する。こうしてｐ形環形上部電極３０７の形成ステップを完成する。ｎ形層状底部電極３０８がｎ形半導体基板３０１の下方に形成されるが、それは、洗浄したチップを熱抵抗式蒸着機中に入れ、厚さ約２０００ÅのＡｕＧｅ／Ｎｉを蒸着させてｎ形層状底部電極３０８としたものである。
【００１９】
図３に示されるように、ｎ形ＡｌＧａＩｎＰ層３０２の第１ドープ濃度はｎ形ＡｌＧａＩｎＰ下クラッド層３０３の第２ドープ濃度より高く、これにより、ｎ形ＡｌＧａＩｎＰ層３０２が横向き導通能力を提供し、これによりＡｌＧａＩｎＰ発光ダイオードの発光領域がＡｌＧａＩｎＰ発光層の全体面積を占めるものとされる。
【００２０】
さらに、環形上部電極３０７はＡｌＧａＩｎＰ発光ダイオードの発射する光線を阻止しない。これにより、ｐ形環形上部電極３０７が横向き導通能力を具えたｎ形ＡｌＧａＩｎＰ層３０２に結合されることにより、ＡｌＧａＩｎＰ発光ダイオード装置３０の発光強度が高められる。
【００２１】
このほか、ｎ形ＡｌＧａＩｎＰ層３０２の第１ドープ濃度をｎ形ＡｌＧａＩｎＰ下クラッド層３０３の第２ドープ濃度と等しくすることも可能で、このとき並びにｎ形ＡｌＧａＩｎＰ層３０２の厚さをｎ形ＡｌＧａＩｎＰ下クラッド層３０３の厚さより大きくする。これにより、厚さの改変によりｎ形ＡｌＧａＩｎＰ層３０２に横向き導通能力を提供させることができる。
【００２２】
図４は本発明の第２実施例のＡｌＧａＩｎＰ発光ダイオード装置４０の断面図である。このＡｌＧａＩｎＰ発光ダイオード装置４０は、ｎ形半導体基板４００、環状Ａｌ２  Ｏ３  領域４０２を周囲に具えたｎ形ブラッグ反射器４０１、第１ドープ濃度を具えたｎ形ＡｌＧａＩｎＰ層４０３、第１ドープ濃度より低い第２ドープ濃度を具えたｎ形ＡｌＧａＩｎＰ下クラッド層４０４、アンドープＡｌＧａＩｎＰ活性層４０５、ｐ形ＡｌＧａＩｎＰ上クラッド層４０６、及び厚さ１０μｍのｐ形ＧａＰウインドウ層４０７を具えている。ｐ形環形上部電極４０８がｐ形ＧａＰウインドウ層４０７の上に形成され、ｎ形層状底部電極４０９がｎ形半導体基板４００の下方に形成されている。
【００２３】
ＡｌＧａＩｎＰ発光ダイオード装置４０のｎ形ブラッグ反射器４０１が環状Ａｌ２  Ｏ３  領域４０２を具えていることを除き、ＡｌＧａＩｎＰ発光ダイオード装置４００の構造と各層の材料はほぼＡｌＧａＩｎＰ発光ダイオード装置３０の構造と各層の材料と同じである。Ａｌ２  Ｏ３  の屈折率は１．５で、ｎ形ＡｌＧａＩｎＰ層４０３の屈折率は３〜３．５である。両者の屈折率の差は非常に大きく、ＡｌＧａＩｎＰ発光ダイオードが発光しｎ形ブラッグ反射器４０１の環状Ａｌ２  Ｏ３  領域４０２に照射する時、完全に反射される。
【００２４】
本発明の第２実施例中、環状Ａｌ２  Ｏ３  領域４０２はウェット酸化法で形成される。このウエット酸化法は全体のＡｌＧａＩｎＰ発光ダイオード装置４０を４００℃〜４４０℃の高温炉中に入れ、この時の高温炉の通入流量は約１〜５リットル／分の窒素ガスであり、ゆえに水分の付帯ガスとされ、この酸化工程ステップの時間は約１．５時間から約３．５時間である。
【００２５】
上述のウエット酸化法はｎ形ブラッグ反射器４０１のＡｌＡｓ及びＡｌｘ  Ｇａ１−ｘ  Ａｓを酸化するのに用いられ、その酸化後の生成物の主要なものは、Ａｌ２  Ｏ３  である。この酸化工程ステップを実行する時には、全体のチップを高温炉中に入れ、ｎ形ブラッグ反射器４０１の側面が直接水蒸気中に暴露され、これによりｎ形ブラッグ反射器４０１の側面より酸化開始し、ｎ形ブラッグ反射器４０１の周辺領域に環状Ａｌ２  Ｏ３  領域４０２が形成される。これは図４に示されるとおりである。
【００２６】
ｎ形ＡｌＧａＩｎＰ層４０３は横向き導通能力を提供し、ＡｌＧａＩｎＰ発光ダイオードの発光領域にＡｌＧａＩｎＰ発光層の全体面積を占めさせ、環状Ａｌ２  Ｏ３  領域４０２が完全にＡｌＧａＩｎＰ発光層の発光を反射し、並びに環形上部電極４０８がＡｌＧａＩｎＰ発光ダイオードの発生する光線を阻止しない。これにより、ＡｌＧａＩｎＰ発光ダイオード装置４０の発光強度がさらに一歩高められる。
【００２７】
図５は本発明の第３実施例のＡｌＧａＩｎＰ発光ダイオード装置５０の断面図である。ＡｌＧａＩｎＰ発光ダイオード装置５０は、ｎ形半導体基板５００、ｎ形ＡｌＡｓ／Ａｌｘ  Ｇａ１−ｘ  Ａｓ再発光層で形成された第１領域５０１とＡｌ２  Ｏ３  で形成された第２領域５０２を具えたブラッグ反射器、第１ドープ濃度を具えたｎ形ＡｌＧａＩｎＰ層５０３、第１ドープ濃度より低い第２ドープ濃度を具えたｎ形ＡｌＧａＩｎＰ下クラッド層５０４、アンドープＡｌＧａＩｎＰ活性層５０５、ｐ形ＡｌＧａＩｎＰ上クラッド層５０６、及び厚さ１０μｍのｐ形ＧａＰウインドウ層５０７を具えている。ｐ形環形上部電極５０８がｐ形ＧａＰウインドウ層５０７の上に形成され、ｎ形層状底部電極５０９がｎ形半導体基板５００の下方に形成されている。
【００２８】
ＡｌＧａＩｎＰ発光ダイオード装置５０の構造及び各層の材料はほぼＡｌＧａＩｎＰ発光ダイオード装置４０の構造と各層の材料と同じであるが、そのブラッグ反射器はｎ形ＡｌＡｓ／Ａｌｘ  Ｇａ１−ｘ  Ａｓ再発光層で形成された第１領域５０１とＡｌ２  Ｏ３  で形成された第２領域５０２を具えている。
【００２９】
図６は本発明の第４実施例のＡｌＧａＩｎＰ発光ダイオード装置６０の断面図である。ＡｌＧａＩｎＰ発光ダイオード装置６０は、ｎ形半導体基板６００、ｎ形ＡｌＡｓ／Ａｌｘ  Ｇａ１−ｘ  Ａｓ再発光層で形成された第１領域６０１とＡｌ２  Ｏ３  で形成されて該第１領域６０１を包囲する第２領域６０２を具えたブラッグ反射器、第１ドープ濃度を具えたｎ形ＡｌＧａＩｎＰ層６０３、第１ドープ濃度より低い第２ドープ濃度を具えたｎ形ＡｌＧａＩｎＰ下クラッド層６０４、アンドープＡｌＧａＩｎＰ活性層６０５、ｐ形ＡｌＧａＩｎＰ上クラッド層６０６、及び厚さ１０μｍのｐ形ＧａＰウインドウ層６０７を具えている。ｐ形環形上部電極６０８がｐ形ＧａＰウインドウ層６０７の上に形成され、ｎ形層状底部電極６０９がｎ形半導体基板６００の下方に形成されている。
【００３０】
ＡｌＧａＩｎＰ発光ダイオード装置６０の構造及び各層の材料はほぼＡｌＧａＩｎＰ発光ダイオード装置５０の構造と各層の材料と同じであるが、そのブラッグ反射器はｎ形ＡｌＡｓ／Ａｌｘ  Ｇａ１−ｘ  Ａｓ再発光層で形成された第１領域６０１とＡｌ２  Ｏ３  で形成されて該第１領域６０１を包囲する第２領域６０２を具えている。
【００３１】
本発明のＡｌＧａＩｎＰ発光ダイオード装置の半導体基板はｐ形導電性基板を使用することもでき、発光ダイオード装置の各層の導電性はこれに合わせて改変される。
【００３２】
以上は本発明の実施例の説明に過ぎず、本発明の実施範囲を限定するものではなく、本発明に基づきなしうる細部の修飾或いは改変は、いずれも本発明の請求範囲に属するものとする。
【００３３】
【発明の効果】
本発明は発光強度を高めたＡｌＧａＩｎＰ発光ダイオード装置を提供し、それは、環形上部電極がＡｌＧａＩｎＰ発光ダイオード装置のウインドウ層の上に形成され、これによりＡｌＧａＩｎＰ発光ダイオードの発生する光線が上部電極に遮蔽されない。また一方で、本発明はＡｌＧａＩｎＰ発光ダイオード装置のブラッグ反射器とＡｌＧａＩｎＰ発光層の間に余分のドープＡｌＧａＩｎＰ層が形成されている。この余分のドープＡｌＧａＩｎＰ層が横向き導通能力（ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ  ｃｕｒｒｅｎｔ  ｓｐｒｅａｄｉｎｇ）を提供し、発光領域にＡｌＧａＩｎＰ発光層の全体面積を占めさせる。本発明はまたＡｌ２  Ｏ３  領域がブラッグ反射器中に形成され、Ａｌ２  Ｏ３  の屈折率は１．５であり、ＡｌＧａＩｎＰ発光層の屈折率は３〜３．５である。Ａｌ２  Ｏ３  の屈折率がＡｌＧａＩｎＰ発光層の屈折率より非常に小さいため、ＡｌＧａＩｎＰ発光ダイオードがブラッグ反射器のＡｌ２  Ｏ３  領域に発光照射する時、Ａｌ２  Ｏ３  領域により完全に反射される。本発明は上述のＡｌＧａＩｎＰ発光ダイオード装置構造の設計により、発光強度を高める。
【図面の簡単な説明】
【図１】周知の（Ａｌｘ  Ｇａ１−ｘ  ）０．５  Ｉｎ０．５  Ｐ発光ダイオード装置の断面構造表示図である。
【図２】図１の（Ａｌｘ  Ｇａ１−ｘ  ）０．５  Ｉｎ０．５  Ｐ発光ダイオード内部の電流分布図である。
【図３】本発明の第１実施例の断面図である。
【図４】本発明の第２実施例の断面図である。
【図５】本発明の第３実施例の断面図である。
【図６】本発明の第４実施例の断面図である。
【符号の説明】
１０  （Ａｌｘ  Ｇａ１−ｘ  ）０．５  Ｉｎ０．５  Ｐ発光ダイオード装置
１０１  ｎ形ＧａＡｓ基板
１０２  ｎ形ブラッグ反射器
１０３  （Ａｌｘ  Ｇａ１−ｘ  ）０．５  Ｉｎ０．５  Ｐ発光層
１０４  ｐ形ＧａＰウインドウ層
１０５  ｐ形上部電極
１０６  ｎ形底部電極
３０  ＡｌＧａＩｎＰ発光ダイオード装置
３００  ｎ形半導体基板
３０１  ｎ形ブラッグ反射器
３０２  ｎ形ＡｌＧａＩｎＰ層
３０３  ｎ形ＡｌＧａＩｎＰ下クラッド層
３０４  アンドープＡｌＧａＩｎＰ活性層
３０５  ｐ形ＡｌＧａＩｎＰ上クラッド層
３０６  ｐ形ＧａＰウインドウ層
３０７  ｐ形環形上部電極
３０８  ｎ形層状底部電極
４０  ＡｌＧａＩｎＰ発光ダイオード装置
４００  ｎ形半導体基板
４０１  ｎ形ブラッグ反射器
４０２  環状Ａｌ２  Ｏ３  領域
４０３  ｎ形ＡｌＧａＩｎＰ層
４０４  ｎ形ＡｌＧａＩｎＰ下クラッド層
４０５  アンドープＡｌＧａＩｎＰ活性層
４０６  ｐ形ＡｌＧａＩｎＰ上クラッド層
４０７  ｐ形ＧａＰウインドウ層
４０８  ｐ形環形上部電極
４０９  ｎ形層状底部電極
５０  ＡｌＧａＩｎＰ発光ダイオード装置
５００  ｎ形半導体基板
５０１  ｎ形ＡｌＡｓ／Ａｌｘ  Ｇａ１−ｘ  Ａｓ再発光層で形成された第１領域
５０２  Ａｌ２  Ｏ３  で形成された第２領域
５０３  ｎ形ＡｌＧａＩｎＰ層
５０４  ｎ形ＡｌＧａＩｎＰ下クラッド層
５０５  アンドープＡｌＧａＩｎＰ活性層
５０６  ｐ形ＡｌＧａＩｎＰ上クラッド層
５０７  ｐ形ＧａＰウインドウ層
５０８  ｐ形環形上部電極
５０９  ｎ形層状底部電極
６０  ＡｌＧａＩｎＰ発光ダイオード装置
６００  ｎ形半導体基板
６０１  ｎ形ＡｌＡｓ／Ａｌｘ  Ｇａ１−ｘ  Ａｓ再発光層で形成された第１領域
６０２  Ａｌ２  Ｏ３  で形成された第２領域
６０３  ｎ形ＡｌＧａＩｎＰ層
６０４  ｎ形ＡｌＧａＩｎＰ下クラッド層
６０５  アンドープＡｌＧａＩｎＰ活性層
６０６  ｐ形ＡｌＧａＩｎＰ上クラッド層
６０７  ｐ形ＧａＰウインドウ層
６０８  ｐ形環形上部電極
６０９  ｎ形層状底部電極
【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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