(57)【要約】      （修正有）【課題】光電素子のＺｎＯを含むコンタクト層を湿気等外部の影響から保護する。【解決手段】光電子構成素子１０は、電磁ビームを放射する活性ゾーン３を有するエピタキシャル半導体層列と、少なくとも１つの電気コンタクト領域７とを有している。電気コンタクト領域は、ＺｎＯを含む、少なくとも１つのビーム透過性の、外側半導体層と導電接続されている電気コンタクト層を有している。コンタクト層は、湿気から充分に保護するように、水密材料８を用いて設けられている。【選択図】図１
2004214680.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光電子構成素子であって、該光電子構成素子は、エピタキシャル半導体層列と、少なくとも１つの電気コンタクト領域とを有しており、前記エピタキシャル半導体層列は、電磁ビームを放射する活性ゾーンを有しており、前記電気コンタクト領域は、ＺｎＯを含む、少なくとも１つのビーム透過性の電気コンタクト層を有しており、前記電気コンタクト層は、外側半導体層と導電接続されている光電子構成素子において、
コンタクト層は、湿気から充分に保護するように、水密材料を用いて設けられていることを特徴とする光電子構成素子。
【請求項２】
コンタクト層の空き面上に、水密材料が堆積されている請求項１記載の光電子構成素子。
【請求項３】
コンタクト層の全空き面上に水密材料が堆積されている請求項１又は２記載の光電子構成素子。
【請求項４】
水密材料は、構成素子から放射される電磁ビームに対して透過性の誘電体である請求項１から３迄の何れか１記載の光電子構成素子。
【請求項５】
誘電体は、ＳｉｘＮｙ，ＳｉＯ，ＳｉＯ２，Ａｌ２Ｏ３，ＳｉＯｘＮｙの１つ又は複数の物質を有している請求項１から４迄の何れか１記載の光電子構成素子。
【請求項６】
水密材料の屈折率は、コンタクト層の屈折率よりも小さく、殊に、構成素子から放射されるビームの、水密材料との境界面での反射を最小化するように適合されている請求項１から５迄の何れか１記載の光電子構成素子。
【請求項７】
コンタクト層は、構成素子から放射されるビームの波長の１／２の約整数倍に相応する厚みを有しており、水密材料は、前記波長の約１／４に相応する厚みを有している請求項１から６迄の何れか１記載の光電子構成素子。
【請求項８】
水密材料の厚みは、境界値を含めて、約５０〜２００ｎｍである請求項１から７迄の何れか１記載の光電子構成素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光電子構成素子であって、該光電子構成素子は、エピタキシャル半導体層列と、少なくとも１つの電気コンタクト領域とを有しており、エピタキシャル半導体層列は、電磁ビームを放射する活性ゾーンを有しており、電気コンタクト領域は、ＺｎＯを含む、少なくとも１つのビーム透過性の電気コンタクト層を有しており、電気コンタクト層は、外側半導体層と導電接続されている光電子構成素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＺｎＯを含む、ビーム透過性の電気コンタクト層を有する光電子構成素子は、例えば、公知技術から発光ダイオードの形式で公知である（特許文献１及び特許文献２参照）。これらの公知技術に記載されている、電気コンタクト領域の実施例では、各コンタクト層の外側面の大部分は各々空いており、従って、外部の影響を直接受けることがある。
【特許文献１】日本国公開特許第２０００−３５３８２０号公報
【特許文献２】米国特許第６２０７９７２号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の課題は、冒頭に記載した形式の光電子構成素子を、外部からの影響に対して電気コンタクト層を保護するようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この課題は、本発明によると、請求項１記載の要件、つまり、コンタクト層は、湿気から充分に保護するように、水密材料を用いて設けられていることにより解決される。
【発明の効果】
【０００５】
湿気の影響により、コンタクト層の、外側半導体層に対するコンタクト特性が明らかに劣化することがあるが、本発明によると、この欠点を著しく回避することができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
請求項２から８により、本発明の有利な実施例が得られる。
【０００７】
本発明によると、冒頭に記載した形式の光電子構成素子は、少なくとも１つの電気コンタクト領域を有しており、この電気コンタクト領域は、ＺｎＯを含む、少なくとも１つのビーム透過性の電気コンタクト層を有しており、電気コンタクト層は、外側半導体層と導電接続されている。ここで、外側半導体層とは、以下、一方の側面上に、エピタキシャル成長した半導体層列の別の半導体層が後続して設けられていない、半導体層列の半導体層のことである。コンタクト層は、湿気に対して充分に保護される水密材料で設けられている。
【０００８】
本発明の光電子構成素子の有利な実施例では、コンタクト層の空き面上に、水密材料が堆積されている。ここで、空き面とは、例えば、コンタクト層又はコンタクト層の窓内に設けることができないボンディングパッドのような、別の水密層が堆積されていないコンタクト層のことである。
【０００９】
特に有利には、コンタクト層の全空き面上に水密材料が堆積されている。つまり、コンタクト層の主要面にだけ水密材料が堆積されているのみならず、殊に、コンタクト層の各側面にも堆積されており、その結果、コンタクト層は、完全に外側の環境に対して密閉される。そうすることによって、コンタクト層は、完全に湿気に対して保護される。
【００１０】
有利には、水密材料は、光電子構成素子から放射される電磁ビームに対して透過性の誘電体である。有利には、誘電体は、ＳｉｘＮｙ，ＳｉＯ，ＳｉＯ２，Ａｌ２Ｏ３，ＳｉＯｘＮｙの１つ又は複数の物質を有している。
【００１１】
水密材料の屈折率は、特に有利には、コンタクト層の屈折率よりも小さい。殊に、光電子構成素子から放射されるビームの、水密材料との境界面での反射を最小化するように適合されている。
【００１２】
特に有利な実施例では、電気コンタクト層は、光電子構成素子から放射されるビームの波長の１／２の約整数倍に相応する厚みを有している。この際、更に、水密材料は、この波長の約１／４に相応する厚みを有している。そのような厚みを選択して組み合わせることによって、放射ビームの、コンタクト層及び光電子構成素子の防水材料との境界面での反射を低減することができる。
【００１３】
水密材料の厚みは、有利には、この範囲の境界値を含めて、約５０〜２００ｎｍである。
【００１４】
以下、本発明の別の利点及び有利な実施例について、図１の実施例を用いて詳細に説明する。
【実施例１】
【００１５】
図１は、本発明の実施例の層を略示した図である。
【００１６】
図１に示した光電子構成素子は、基板１及び半導体層列６を有する発光ダイオードチップである。半導体層列６は、基板から見て前側に設けられた半導体層２と基板から見て後ろ側に設けられた半導体層４との間に設けられた、ビームを放射する活性ゾーン３、並びに、活性ゾーン３の、基板とは反対側の面上に設けられた外側半導体層５を有している。半導体層２及び４並びに外側の半導体層５は、各々個別半導体層から形成されるか、又は、多数の半導体層からなる層列を有している。
【００１７】
活性ゾーン３は、例えば、ビーム形成ｐｎ接合部又は単一又は多重量子構造を有している。そのような構造は、当業者には公知であり、従って、ここでは詳細に説明しない。適切な多重量子構造は、例えば、世界知的所有権機関特許公開第０１／３９２８２号公報に記載されている。
【００１８】
後ろ側に設けられた半導体層４及び外側の半導体層５は、層毎に２００Ω／ｓｑよりも大きな、比較的高い電気層抵抗を有している。外側の半導体層５は、例えば、Ａｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓから形成されており、例えば、ドーピング物質Ｃ又はＺｎを用いて、約５・１０１８の濃度でｐ導電ドーピングされている。
【００１９】
外側半導体層の上面上に、電気コンタクト領域１０が堆積されており、この電気コンタクト領域は、窓付の電気コンタクト層７を有しており、この窓の中にボンディングパッド９が形成されている。コンタクト層７は、例えば、Ａｌ０．０２Ｚｎ０．９８Ｏから形成され、例えば、５００ｎｍ厚である。ボンディングパッド９は、例えば、少なくとも１つの適切な金属を有しており、外側半導体層５上に、この層に対して、例えば、ショットキーコンタクトが形成されるように堆積され、この電位障壁は、発光ダイオードチップに電圧を作動方向に印加した際に増大し、そうすることによって、外側半導体層５とボンディングパッド９との境界面によって電荷の移動が著しく低減される。
【００２０】
コンタクト層７は、例えば、スパッタリングを用いて堆積することができる。特定の特性を達成するために、コンタクト層を、後続して短時間、アニーリングする必要があり、つまり、例えば、ラピッドサーマルアニーリングを用いて４５０℃ちょうど又はそれ以上の温度でアニーリングを行うことができる。
【００２１】
コンタクト層７の層抵抗は、例えば、１６Ω／ｓｑであり、そうすることによって、発光ダイオードチップ内のコンタクト層と外側半導体層５との境界面全体に亘って、電流をほぼ均等にすることができる。
【００２２】
コンタクト層７は、水密材料８製の層で被覆されており、そうすることによって、湿気に対してかなり保護される。水密材料８は、例えば、ＳｉＯ２を有しており、発光ダイオードチップから放射されたビームに対して透過性である。択一的に、水密材料は、有利には、Ｓｉ３Ｎ４を有している。この材料は、例えば、１００ｎｍ厚であり、例えば、スパッタリングによって堆積することができる。
【００２３】
図１に示した実施例に対して択一的に、例えば、コンタクト層７の側縁又は発光ダイオードチップの別の面も水密材料で被覆してもよい。殊に、コンタクト層を水蜜材料を用いて完全に外側環境に対して、従って、湿気に対しても密閉するようにしてもよい。コンタクト層７が水分を透過する材料で被覆されている場合、この上に水蜜材料を堆積してもよい。重要なのは、コンタクト層を水密材料によって湿気から充分に保護することにある。
【００２４】
境界面での内部反射を回避するために、コンタクト層７の厚みを、発光ダイオードチップから放射されるビームの波長の１／２の整数倍に相応するように適合化し、水密材料８の厚みを、このビームのほぼ１／４に相応するように適合化するとよい。
【００２５】
図１に示した構成部品に対して択一的に、電気コンタクト層７を連続して堆積し、この電気コンタクト層７の上にボンディングパッドを堆積するようにしてもよい。
【００２６】
更に、光電構成部品が、各々１つのコンタクト層又は複数のコンタクト層を持った複数の電気コンタクト領域を有するようにしてもよい。その場合、必ずしも、コンタクト層全てに水密材料を設ける必要はなく、いくつかのコンタクト層に水密材料を設けないようにしてもよい。例えば、コンタクト層が、湿気に接しないようにするか、又は、さもなければ、水分のある周囲環境から保護するようにしても目的に適っている。あるいは、同様に、コンタクト層全てを水密材料で被覆してもよい。
【００２７】
例えば、コンタクト層を、予め設けられた半導体層２上に、予め設けられた半導体層２と基板１との間に設けてもよい（図示していない）。この場合、コンタクト層上に、コンタクト層と基板１との間に、有利には、例えば、金属製の反射層を堆積してもよい。
【００２８】
このような装置構成によって、反射金属層と、予め設けられた半導体層２との間に、反射金属層が、予め設けられた半導体層２上に直接堆積されている場合よりも明らかに良好な導電コンタクトを達成することができる。水密材料は、有利には、コンタクト層の空き側面上に堆積して、コンタクト層を湿気の影響から保護するようにしてもよい。そうすることによって、構成素子の寿命を延ばしたり、乃至、例えば、構成素子が湿気のある周囲環境内で使用されるようにされている場合に、構成素子のグレードが下がるのを少なくすることができる。
【００２９】
実施例を用いて、本発明について説明したが、本発明を、この実施例に限定するものではない。コンタクト層をＺｎＯのベース上に設けて、更に水密材料を設けた光電構成部品全てが、本発明の範囲内に含まれる。本発明は、新規要件の何れも、並びに、各要件の組み合わせも含み、殊に、各要件の組み合わせが、請求項に明示的に記載されていないとしても、各要件の組み合わせは特許請求の範囲に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施例の層を略示した図。
【符号の説明】
【００３１】
１  基板
２  半導体層
３  活性ゾーン
４  半導体層
５  外側半導体層
６  半導体層列
７  電気コンタクト層
８  水密材料
９  ボンディングパッド
１０  電気コンタクト領域
【図１】
2004214680.tif 000003