(57)【要約】【課題】  ｐ形リン化硼素半導体層について低い接触抵抗のｐ形オーミック電極を設けて、高発光強度の化合物半導体発光素子を提供する。【解決手段】  ｐ形リン化硼素半導体層の表面に接触する底面部を白金族金属元素またはその合金の膜としてｐ形オーミック電極構造を構成する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｐ形リン化硼素半導体層の表面にオーミック接触するｐ形オーミック電極を有し、かつ、前記ｐ形オーミック接触電極の少なくともｐ形リン化硼素半導体層の表面に接触する底面が白金族金属元素またはそれらの合金から構成されていることを特徴とするｐ形オーミック電極構造。
【請求項２】
前記白金族金属元素またはそれらの合金が、白金またはその合金であることを特徴とする請求項１に記載のｐ形オーミック電極構造。
【請求項３】
前記白金の合金が、白金と珪素との合金であることを特徴とする請求項２に記載のｐ形オーミック電極構造。
【請求項４】
前記ｐ形オーミック電極が、前記白金族金属元素またはそれらの合金から成る電極底面上に金又はアルミニウムを積層して成る重層構造であることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のｐ形オーミック電極構造。
【請求項５】
絶縁性または導電性結晶基板と、該結晶基板の表面上に設けられた化合物半導体発光層と、ｐ形リン化硼素半導体層と、該ｐ形リン化硼素半導体層の表面にオーミック接触するｐ形オーミック電極とを有し、かつ、前記ｐ形オーミック接触電極の少なくともｐ形リン化硼素半導体層の表面に接触する底面が白金族金属元素またはそれらの合金から構成されていることを特徴とする化合物半導体発光素子。
【請求項６】
前記白金族金属元素またはそれらの合金が、白金またはその合金であることを特徴とする請求項５に記載の化合物半導体発光素子。
【請求項７】
前記白金の合金が、白金と珪素との合金であることを特徴とする請求項６に記載の化合物半導体発光素子。
【請求項８】
ｐ形リン化硼素半導体層の表面に形成された前記ｐ形オーミック電極の平面形状が網目状であることを特徴とする請求項５〜７の何れか１項に記載の化合物半導体発光素子。
【請求項９】
前記化合物半導体発光層がIII −Ｖ族化合物半導体からなり、前記ｐ形オーミック電極と接触する前記ｐ形リン化硼素半導体層が、不純物を故意に添加していないアンドープであり且つ室温での禁止帯幅が前記III −Ｖ族化合物半導体発光層より０．２ｅＶ以上大でかつ５．４ｅＶ以下であるｐ形の単量体リン化硼素からなるｐ形クラッド層であることを特徴とする請求項５〜８の何れか１項に記載の化合物半導体発光素子。
【請求項１０】
前記化合物半導体発光層が、窒化ガリウム・インジウム（組成式：ＧａxＩｎ1-xＮ：０≦ｘ≦１）または窒化リン化ガリウム（組成式：ＧａＮ1-yＰy：０≦Ｙ≦１）からなることを特徴とする請求項５〜９のいずれか１項に記載の化合物半導体発光素子。
【請求項１１】
請求項５〜１０のいずれか１項に記載の化合物半導体発光素子を用いたＬＥＤランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ｐ形リン化硼素系半導体層の表面に設けるｐ形オーミック電極を構成するための技術、及びそのｐ形オーミック電極を利用して高発光強度の化合物半導体発光素子を構成するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
III −Ｖ族化合物半導体の一種であるリン化硼素（化学式：ＢＰ）半導体層は、発光ダイオード（英略称：ＬＥＤ）或いはレーザダイオード（英略称：ＬＤ）等の化合物発光素子を構成するための半導体材料として利用されている（例えば、特許文献１参照）。室温での禁止帯幅を２．０エレクトロンボルト（ｅＶ）とする従来のリン化硼素からなるｐ形リン化硼素半導体層は、例えば、その上にオーミック（Ｏｈｍｉｃ）電極を形成するためコンタクト（ｃｏｎｔａｃｔ）層として利用されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００３】
ｐ形リン化硼素半導体層をコンタクト層として備えた化合物半導体発光素子にあって、コンタクト層上に設けるｐ形オーミック電極（正極）を金（元素記号：Ａｕ）・亜鉛（元素記号：Ｚｎ）合金から構成する例が開示されている（例えば、特許文献２参照）。ｐ形リン化硼素半導体層へのオーミック電極材料としては、他にアルミニウム（元素記号：Ａｌ）が知れている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００４】
しかし、従来の金属材料では、禁止帯幅が２．０ｅＶと低いｐ形リン化硼素半導体層についても、接触抵抗の充分に低いｐ形オーミック電極を形成するに至っていない。このため、順方向電圧（所謂、Ｖｆ）または閾値（所謂、Ｖｔｈ）の低いＬＥＤ或いはＬＤを安定して得るに不都合となっている。
【０００５】
【特許文献１】米国特許第６，０６９，０２１号公報明細書参照
【特許文献２】特開平２−２８８３８８号公報参照
【非特許文献１】Ｋ．Ｓｈｏｈｎｏ他、ジャーナル  オブ  クリスタル  グロース（Ｊ．Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｇｒｏｗｔｈ）、第２４／２５巻、１９７４年、（オランダ）、１９３頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、ｐ形リン化硼素半導体層と良好なオーミック接触性をもたらせる構成からなるｐ形オーミック電極を提供すること、またこのｐ形オーミック電極を利用して順方向電圧の低い化合物半導体発光素子を構成するための技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
即ち、本発明は、上記目的を達成するために下記を提供する。
（１）ｐ形リン化硼素半導体層の表面にオーミック接触するｐ形オーミック電極を有し、かつ、前記ｐ形オーミック接触電極の少なくともｐ形リン化硼素半導体層の表面に接触する底面が白金族金属元素またはそれらの合金から構成されていることを特徴とするｐ形オーミック電極構造。
【０００８】
（２）前記白金族金属元素またはそれらの合金が、白金またはその合金であることを特徴とする上記（１）に記載のｐ形オーミック電極構造。
（３）前記白金の合金が、白金と珪素との合金であることを特徴とする上記（２）に記載のｐ形オーミック電極構造。
（４）前記ｐ形オーミック電極が、前記白金族金属元素またはそれらの合金から成る電極底面上に金又はアルミニウムを積層して成る重層構造であることを特徴とする上記（１）〜（３）の何れか１項に記載のｐ形オーミック電極構造。
【０００９】
（５）絶縁性または導電性結晶基板と、該結晶基板の表面上に設けられた化合物半導体発光層と、ｐ形リン化硼素半導体層と、該ｐ形リン化硼素半導体層の表面にオーミック接触するｐ形オーミック電極とを有し、かつ、前記ｐ形オーミック接触電極の少なくともｐ形リン化硼素半導体層の表面に接触する底面が白金族金属元素またはそれらの合金から構成されていることを特徴とする化合物半導体発光素子。
（６）前記白金族金属元素またはそれらの合金が、白金またはその合金であることを特徴とする上記（５）に記載の化合物半導体発光素子。
（７）前記白金の合金が、白金と珪素との合金であることを特徴とする上記（６）に記載の化合物半導体発光素子。
【００１０】
（８）ｐ形リン化硼素半導体層の表面に形成された前記ｐ形オーミック電極の平面形状が網目状であることを特徴とする上記（５）〜（７）の何れか１項に記載の化合物半導体発光素子。
（９）前記化合物半導体発光層がIII −Ｖ族化合物半導体からなり、前記ｐ形オーミック電極と接触する前記ｐ形リン化硼素半導体層が、不純物を故意に添加していないアンドープであり且つ室温での禁止帯幅が前記III −Ｖ族化合物半導体発光層より０．２ｅＶ以上大でかつ５．４ｅＶ以下であるｐ形の単量体リン化硼素からなるｐ形クラッド層であることを特徴とする上記（５）〜（８）の何れか１項に記載の化合物半導体発光素子。
【００１１】
（１０）前記化合物半導体発光層が、窒化ガリウム・インジウム（組成式：ＧａxＩｎ1-xＮ：０≦ｘ≦１）または窒化リン化ガリウム（組成式：ＧａＮ1-yＰy：０≦Ｙ≦１）からなることを特徴とする上記（５）〜（９）のいずれか１項に記載の化合物半導体発光素子。
（１１）上記（５）〜（１０）のいずれか１項に記載の化合物半導体発光素子を用いたＬＥＤランプ。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に依れば、ｐ形のリン化硼素半導体層の表面に接触させて設けるｐ形オーミック電極を白金族金属元素またはその合金膜から構成することとしたので、低接触抵抗の電極を形成でき、素子駆動電流を発光層に効率的に供給でき、従って、高い発光強度の化合物半導体発光素子をもたらすに効果をあげられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
ｐ形リン化硼素半導体層は、ハロゲン（ｈａｌｏｇｅｎ）法（「日本結晶成長学会誌」、Ｖｏｌ．２４，Ｎｏ．２（１９９７）、１５０頁参照）、ハイドライド法（Ｊ．Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｇｒｏｗｔｈ，２４／２５（１９７４）、１９３〜１９６頁参照）、並びに分子線エピタキシャル法（Ｊ．Ｓｏｌｉｄ  Ｓｔａｔｅ
Ｃｈｅｍ．，１３３（１９９７）、２６９〜２７２頁参照）等の気相成長手段に依り形成できる。また、有機金属化学的気相堆積（ＭＯＣＶＤ）法に依り気相成長できる。例えば、単量体のｐ形リン化硼素半導体層は、珪素単結晶（シリコン）、立方晶３Ｃ結晶型炭化珪素（ＳｉＣ）、六方晶２Ｈ、４Ｈ、及び６Ｈ結晶型ＳｉＣ、サファイア（α−Ａｌ2Ｏ3単結晶）、ペロブスカイト型酸化物結晶などを基板として成長できる。基板結晶の表面をなす結晶面の方位は不問であるが、｛１００｝、｛１１０｝、及び｛０００１｝等の低ミラー指数の結晶面が好まれる。
【００１４】
例えば、表面を｛１１１｝結晶面とする珪素（Ｓｉ）単結晶基板の表面上に、トリエチル硼素（分子式：（Ｃ2Ｈ5）3Ｂ）とホスフィン（分子式：ＰＨ3）とを原料とするＭＯＣＶＤ法でｐ形リン化硼素半導体層を気相成長させるに際し、好適な成長温度は、７５０℃以上で１２００℃以下である。１２００℃を超える高温では、Ｂ13Ｐ2等の硼素多量体の発生に因り、単量体のリン化硼素（ＢＰ）及びそれを基材とするｐ形リン化硼素半導体混晶層の成長が阻害され不都合である。特に、ｐ形リン化硼素半導体層の成長には１０００℃以上で１２００℃以下の温度が適する。また、不純物を故意に添加しない、所謂、アンドープ（ｕｎｄｏｐｅ）のｐ形リン化硼素半導体層は、不純物ドーピング層とは異なり、不純物の拡散に因る他層の変性を回避するに効果がある。アンドープでｐ形の伝導を呈するリン化硼素半導体層は、気相成長時に於ける原料供給比率（＝ＰＨ3／（Ｃ2Ｈ5）3Ｂ）を１０〜５０として形成できる。
【００１５】
白金族金属元素には、ルテニウム（Ｒｕ）、オスミウム（Ｏｓ）、ロジウム（Ｒｈ）、イリジウム（Ｉｒ）、パラジウム（Ｐｄ）、及び白金（Ｐｔ）の６元素が属する（ジェー・エー・ダフィー著、「無機化学」、（株）廣川書店、昭和４６年４月１５日発行、５版、２４９頁参照）。本発明では、ｐ形リン化硼素半導体層の表面に接触させて設けるｐ形オーミック電極の底面部を、白金族金属元素またはそれらの合金からなる膜から構成する。例えば、パラジウム・銀（組成式：ＡｇＰｄ）、パラジウム・金（組成式：ＡｕＰｄ）、パラジウム・銀・銅合金（Ａｇ・Ｃｕ・Ｐｄ）、パラジウム・金・銀・銅合金（Ａｕ・Ａｇ・Ｃｕ・Ｐｄ）、白金・パラジウム・金・銀・銅合金（Ａｇ・Ａｕ・Ｃｕ・Ｐｄ・Ｐｔ）からなる膜から構成する。
【００１６】
本発明では、底面部を特に、白金（Ｐｔ）の膜から構成する。白金族金属元素の中でも、白金（Ｐｔ）は仕事関数（ｗｏｒｋ  ｆｕｎｃｔｉｏｎ）が５．４エレクトロンボルト（ｅＶ）と大きいにも拘わらず、ｐ形の珪素についての場合と同じく、ｐ形リン化硼素系半導体層と良好なオーミック接触性をもたらせる。一般的に、白金族元素の含有量は質量百分率（質量％）にして５０％以上であるのが適する。
【００１７】
また、白金（Ｐｔ）と、仕事関数を４．５ｅＶ以下とする元素との合金は、ｐ形リン化硼素半導体層の表面と接触するｐ形オーミック電極の底面部を構成するに好都合である。仕事関数が４．５ｅＶを超えると、ｐ形リン化硼素半導体層との障壁が急激に大となり、ｐ形オーミック電極を形成するに不利である。大きな仕事関数の加えて、例えば、５００℃〜６００℃を超える融点の高い元素との合金は、耐熱性に優れるｐ形オーミック電極を構成するに好適となる。特に、白金と珪素（Ｓｉ：仕事関数＝４．３ｅＶ、融点＝１４１４℃）との合金（組成式：ＰｔＳｉ）膜からは良好なｐ形オーミック電極を構成できる。珪素（Ｓｉ）の含有量は質量百分率（質量％）にして、１％以上で５０％未満であるのが適する。その他、白金と銀（Ａｇ：仕事関数＝４．３ｅＶ、融点＝９６１℃）との合金（組成式：ＡｇＰｔ）からも構成できる。また、白金とニッケル（Ｎｉ：仕事関数＝４．３ｅＶ、融点＝１４５３℃）との合金（ＮｉＰｔ）膜から構成できる。
【００１８】
白金（Ｐｔ）またはその合金膜は例えば、真空蒸着法、電子ビーム蒸着法や高周波スパッタリング法等の手段に依り形成できる。周知のフォトリソグラフィー技術を利用して合金膜をパターニング加工を施せば、平面形状を円形、方形等とする所望の形状の底面部を形成できる。底面部をなす白金または白金合金膜は、ｐ形リン化硼素半導体層との接触を良好とするため、細孔の無い連続膜から構成するのが適する。このため、膜厚は成膜手段に依らずに１０ｎｍ以上とするのが適する。１０ｎｍ未満の薄膜では、細孔の無い連続膜を安定して得るに至らず不都合である。より好適なのは１００ｎｍ以上で３００ｎｍである。
【００１９】
ｐ形リン化硼素半導体層を気相成長させるにあって、形成温度、Ｖ／III 比率に加えて、形成速度を精密に制御すれば、禁止帯幅の大きなｐ形リン化硼素半導体層を形成できる。特に、室温での禁止帯幅を２．８ｅＶ以上で５．４ｅＶ以下とするｐ形リン化硼素半導体層は好ましく利用できる。更に好ましくは２．８ｅＶ〜３．２ｅＶとする広禁止帯幅（ｗｉｄｅ  ｂａｎｄｇａｐ）のｐ形リン化硼素半導体層は、化合物半導体発光素子にあって、例えば、ｐ形クラッド（ｃｌａｄ）層等のバリア（ｂａｒｒｉｅｒ）作用を有する障壁層として利用できる。特に、窒化ガリウム・インジウム（組成式ＧａXＩｎ1-XＮ：０≦Ｘ≦１）や窒化リン化ガリウム（組成式ＧａＮ1-YＰY：０≦Ｙ≦１）からなる発光層よりも室温で禁止帯幅を０．２ｅＶ以上と大とするｐ形リン化硼素半導体層はヘテロ接合の発光部を構成する障壁層として好適に利用できる。禁止帯幅が５．４ｅＶを超えると、発光層との障壁差が大となり、順方向電圧或いは閾値電圧の低い化合物半導体発光素子を得るに不利となる。
【００２０】
また、この様な広禁止帯幅のｐ形リン化硼素半導体からなるクラッド層は、発光層からの青色光或いは緑色発光をＬＥＤの外部へ透過するための窓（ｗｉｎｄｏｗ）層として兼用できる。例えば、室温でのキャリア濃度を１×１０19ｃｍ-3以上とし、抵抗率を５×１０-2Ω・ｃｍ以下とする低抵抗のｐ形リン化硼素半導体層からは、窓層を兼用できるクラッド層を好適に形成できる。ｐ形クラッド層を構成するｐ形リン化硼素半導体層の層厚は、５００ナノメータ（単位：ｎｍ）以上で５０００ｎｍ以下とするのが適する。ｐ形リン化硼素半導体層を不必要に薄層とすると、透過率の減少を防げ、発光を透過する窓層としては有利となるが、オーミック電極を介して供給される素子駆動電流を発光層の全般に万遍なく平面的に拡散させるためのクラッド層を構成するには不都合となる。
【００２１】
窓層も兼用できる広い禁止帯幅のクラッド層の表面にｐ形オーミック電極を形成できれば、化合物半導体発光素子を簡便に構成するに寄与できる。本発明に依れば、低抵抗なｐ形リン化硼素半導体層からクラッド層兼窓層を構成できるため、ｐ形オーミック電極を設けるためのコンタクト層が不要となり、化合物半導体発光素子を簡便に得ることができる。クラッド層をなすｐ形リン化硼素半導体層の表面に接触する底面部を、白金族またはその合金膜からなる構成した後、その表面上に、更に、他の金属膜を重層させて、重層構造からなるオーミック電極を構成することもできる。例えば、５００ｎｍの膜厚の白金（８７．４質量％）・珪素（１２．６質量％）合金から構成した円形の平面形状の底面部に、金（元素記号：Ａｕ）膜を積層させて重層構造のｐ形オーミック電極を構成できる。重層構造のｐ形オーミック電極を構成するにあたって、電極の最上層は、結線（ｂｏｎｄｉｎｇ）を容易となすため、金（Ａｕ）またはアルミニウム（Ａｌ）から構成するのが好適である。
【００２２】
また、例えば一辺の長さを５００μｍ以上とする平面積の大きなＬＥＤを構成する際には、ｐ形リン化硼素半導体層の表面に広範囲に亘りｐ形オーミック電極を配置する手段が有効となる。素子駆動電流を平面的に広範囲に拡散できるため、発光強度の高い、或いは発光面積の大きなＬＥＤを得るに好都合となるからである。ｐ形オーミック電極は、素子駆動電流を均一に拡散できる様な形状をもって配置するのが望ましい。例えば、発光層上のｐ形リン化硼素半導体層の表面に接触させて、互いに電気的に導通する格子状に或いは網目状に白金族金属元素またはその合金からなるｐ形オーミック電極を配置する。また、ｐ形リン化硼素半導体層の表面に接触させて設けた白金族金属元素またはそれらの合金からなる底面部と電気的に導通させつつ、チップの周縁に枝状或いは放射状に延在させて、ｐ形オーミック電極を形成する。また、ｐ形リン化硼素半導体層の中央に設けた台座電極に導通させた、複数の同心円状の白金族金属元素またはそれらの合金膜からｐ形オーミック電極を構成する。これらの形状のオーミック電極を付帯する結線用の台座電極にあって、その底面をｐ形リン化硼素半導体層に対してオーミック接触抵抗の高い材料から構成すると、台座電極の直下に素子駆動電流が短絡的に流通するのを防止でき、逆に、外部へ発光を取り出すに好都合な外部に開放された発光領域へ広範囲に素子駆動電流を拡散できて好都合となる。
【００２３】
所望の平面形状のｐ形オーミック電極を形成するには、例えば、先ず、ｐ形リン化硼素層の表面の全面に、例えば、白金・珪素合金（組成式：ＰｔＳｉ）膜を通常の真空蒸着法または電子ビーム蒸着法等の手段に依り被着させておく。次に、公知のフォトリソグラフィー技術を利用して所望の形状にパターニングを施す。ｐ形リン化硼素半導体層に平面的で等電位な分布を形成できる形状にパターンニングするのが好適である。次に、不要なＰｔＳｉ合金膜を湿式エッチング法、或いは塩素ガス（分子式：Ｃｌ2）等のハロゲン（ｈａｌｏｇｅｎ）ガスを用いるプラズマドライエッチング法等の手段に依り除去する。
【００２４】
ｐ形リン化硼素半導体層の表面に接触する底面を、白金族金属元素またはその元素を含む合金から構成した電極は、ｐ形リン化硼素半導体層について良好なオーミック特性を示すｐ形オーミック電極をもたらす作用を有する。
【００２５】
ｐ形リン化硼素半導体層の表面に接触する底面を、白金族金属元素またはそれを含む合金から構成したｐ形オーミック電極は、素子駆動電流を発光領域の広範囲に拡散させる作用を有する。
【実施例】
【００２６】
（第１実施例）
ｐ形リン化硼素半導体層の表面に白金・銀合金（ＡｇＰｔ）からなるｐ形オーミック電極を設けて化合物半導体ＬＥＤを構成する場合を例にして本発明を具体的に説明する。
【００２７】
図１にダブルヘテロ（ＤＨ）接合構造のＬＥＤ１００を作製するために使用した積層構造体１１０の断面構造を模式的に示す。積層構造体１１０は、リン（Ｐ）ドープｎ形（１１１）−珪素（Ｓｉ）単結晶基板１０１上に、アンドープでｎ形のリン化硼素（ＢＰ）からなる下部クラッド層１０２、ｎ形窒化ガリウム・インジウム（Ｇａ0.90Ｉｎ0.10Ｎ）井戸層１０３ａと窒化ガリウム（ＧａＮ）障壁層１０３ｂとを３周期で重層させた多重量子井戸構造の発光層１０３、アンドープでｐ形のリン化硼素からなる上部クラッド層１０４を、順次、堆積して形成した。
【００２８】
アンドープのｎ形及びｐ形リン化硼素半導体層１０２，１０４は、トリエチル硼素（分子式：（Ｃ2Ｈ5）3Ｂ）を硼素（Ｂ）源とし、ホスフィン（分子式：ＰＨ3）をリン源とする常圧（略大気圧）有機金属気相エピタキシー（ＭＯＶＰＥ）手段を利用して形成した。ｎ形リン化硼素半導体層１０２は９２５℃で、ｐ形リン化硼素半導体層１０４で１０２５℃で形成した。発光層１０３は、トリメチルガリウム（分子式：（ＣＨ3）3Ｇａ）／ＮＨ3／Ｈ2反応系常圧ＭＯＣＶＤ手段により、８００℃で形成した。井戸層１０３ａを構成する上記の窒化ガリウム・インジウム層は、インジウム組成を相違する複数の相（ｐｈａｓｅ）から構成される多相構造から構成し、その平均的なインジウム組成は０．１０（＝１０％）であった。井戸層１０３ａ及び障壁層１０３ｂの層厚は、各々、５ｎｍ及び１０ｎｍとした。
【００２９】
上部クラッド層１０４をなすアンドープのｐ形リン化硼素半導体層１０４のキャリア（正孔））濃度は２×１０19ｃｍ-3とし、層厚は７２０ｎｍとした。同層１０４の室温での抵抗率は５×１０-2Ω・ｃｍであった。また、ｐ形リン化硼素半導体層１０４の室温での禁止帯幅は３．２ｅＶであったため、発光層１０３からの発光を外部へ透過するための窓層を兼用するｐ形クラッド層として利用した。
【００３０】
ｐ形上部クラッド層をなすｐ形リン化硼素半導体層１０４の表面の全面に、通常の真空蒸着法及び電子ビーム蒸着法に依り白金・銀（ＡｇＰｔ）合金膜１０５ａ、次に金（Ａｕ）膜１０５ｂを被着させた。次に、結線用の台座電極を兼ねるｐ形オーミック電極１０５を設ける領域に限り、底面部をＡｇＰｔ合金膜１０５ａとする上記の電極１０５を残置させるために、公知のフォトリソグラフィー技術を利用して選択的にパターニングを施した。次に、ｐ形オーミック電極１０５とする以外の領域に在るＡｇＰｔ合金膜等をエッチング除去し、ｐ形リン化硼素半導体層１０４の表面を露出させた。フォトレジスト材を剥離した後、再び、チップに裁断するための格子状の溝孔を設けるために選択的パターニングを施した。然る後、塩素を含むハロゲン系混合ガスを利用したプラズマドライエッチング手法に依り、上記のパターニングを施した領域に限定して、ｐ形リン化硼素層１０４を選択的にエッチングで除去した。一方、珪素単結晶基板１０１の裏面の全面には、一般の真空蒸着法に依り金（Ａｕ）膜を被着させてｎ形オーミック電極（負電極）１０６を形成した。Ｓｉ単結晶基板１０１の（１１１）−結晶表面に直交する＜１１０＞結晶方位に平行に設けた、線幅を５０μｍとする上記の帯状の溝孔に沿って劈開し、一辺を３５０μｍとする正方形のＬＥＤ１００チップとした。
【００３１】
ｐ形及びｎ形オーミック電極１０５、１０６の間に、順方向に２０ｍＡの素子駆動電流を流通してＬＥＤチップ１００の発光特性を確認した。ＬＥＤ１００からは中心の波長を４４０ｎｍとする青色帯光が放射された。発光スペクトルの半値幅は２１０ミリエレクトロンボルト（単位：ｍｅＶ）であった。一般的な積分球を利用して測定される樹脂モールド以前のチップ（ｃｈｉｐ）状態での輝度は１１ミリカンデラ（ｍｃｄ）であった。また、ｐ形オーミック電極１０５の底面部を、ｐ形リン化硼素半導体層に対して接触抵抗の小さなＡｇＰｔ合金膜から構成したため、順方向電流を２０ｍＡとした際の順方向電圧（Ｖｆ）は３．１Ｖと低値となった。一方、逆方向電流を１０μＡとした際の逆方向電圧は９．５Ｖと高値となった。また、高いキャリア濃度で低抵抗のアンドープｐ形リン化硼素半導体層から上部クラッド層を構成することとし、且つ、ｐ形リン化硼素半導体層の表面に接触させて低接触抵抗の白金・銀合金膜１０５ａを含むｐ形オーミック電極１０５を設けることとしたので、素子駆動電流を台座電極の射影領域以外の発光領域の略全面から発光がもたらされた。
【００３２】
（第２実施例）
ｐ形リン化硼素半導体層上に白金・珪素合金を含むｐ形オーミック電極を設けて化合物半導体ＬＥＤを構成する場合を例にして本発明を具体的に説明する。
【００３３】
アンドープでｐ形のリン化硼素（ＢＰ）半導体層は、上記の第１実施例に記載の発光層１０３上に堆積した。ｐ形リン化硼素半導体層は、（Ｃ2Ｈ5）3Ｂ／（ＣＨ3）3Ｇａ／ＰＨ3系減圧ＭＯＣＶＤ法により８５０℃で形成した。層厚は３４０ｎｍとした。アンドープｐ形リン化硼素半導体層の室温でのキャリア濃度は２×１０19ｃｍ-3で、抵抗率は５×１０-2Ω・ｃｍとなった。
【００３４】
次に、ｐ形ＢＰ半導体層の表面の全面に、白金・珪素（ＰｔＳｉ）合金膜を通常の真空蒸着法に依り形成した。ＰｔＳｉ合金膜の膜厚は７００ｎｍとした。次に、公知のフォトリソグラフィー技術及びプラズマエッチング技法を利用してパターニングを施した。その後、プラズマドライエッチング法に依り、不要な合金膜を除去し、図２に示す様に、ＬＥＤチップ２００の中央部に直径１５０μｍの円形に、また、その周囲のｐ形ＢＰ半導体層の表面に接触させて同心円の円環１０５ｃ状にＰｔＳｉ合金膜を残置させ、ｐ形オーミック電極１０５を形成した。円形に残置させた部分は、結線用との台座電極１０７とすると供に、この台座電極１０７と同心円状の円環状オーミック電極１０５ｃとは、帯状オーミック電極１０５ｄを利用して電気的に導通させた。一方、珪素単結晶基板１０１の裏面の全面には、金（Ａｕ）膜を一般の真空蒸着法で被着させた。その後、上記のパターニング加工を施したＰｔＳｉ合金膜及び金蒸着膜を被着させた状態で、水素気流中で４５０℃で１０分間、熱処理（ｓｉｎｔｅｒ）して、オーミック接触性を向上させた。これより、ｐ形ＢＰ半導体層の表面にＰｔＳｉからなるｐ形オーミック電極１０５、及び珪素単結晶基板１０１の裏面にＡｕオーミック電極１０６を形成した。ｎ形オーミック電極１０６をなすＡｕ膜の膜厚は２μｍとした。
【００３５】
次に、上記のＰｔＳｉ合金膜をエッチングするに併せて形成した裁断線に沿って、個別のＬＥＤチップ２００に分離、裁断した。裁断用途の溝は、基板１０１をなすＳｉ単結晶の［１．−１．０］及び［−１．−１．０］結晶方位に平行に設けた。これより、一辺を５００μｍとする正方形のＬＥＤチップ２００となした。大型のＬＥＤチップ２００のｐ形及びｎ形オーミック電極１０５，１０６間に、２０ｍＡの順方向電流を通流した際の発光中心波長は４４０ｎｍであった。また、近視野発光像に依れば、チップ２００の中央部の台座電極以外の発光領域からの均一な強度の発光がもたらされているのが確認された。これは、素子動作電流をｐ形ＢＰ半導体層に広範囲に均一に拡散できる様な形状でｐ形オーミック電極１０５ｃ、１０５ｄを配置したためである。順方向電流を２０ｍＡとした際の順方向電圧は３．４Ｖであり、逆方向電流を１０μＡとした際の逆方向電圧は８．３Ｖとなった。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】第１実施例に記載のＬＥＤの断面構造を示す模式図である。
【図２】第２実施例に記載のＬＥＤの平面構造を示す模式図である。
【符号の説明】
【００３７】
１００、２００…ＬＥＤ
１１０…積層構造体
１０１…珪素単結晶基板
１０２…ｎ形クラッド層
１０３…ｎ形発光層
１０４…ｐ形クラッド層
１０５…ｐ形オーミック電極
１０５ａ…白金・銀合金膜
１０５ｂ…金膜
１０５ｃ…円環状電極
１０５ｄ…帯状電極
１０６…ｎ形オーミック電極
１０７…台座電極
【図１】
2004336027.tif 000003
【図２】
2004336027.tif 000004