(57)【要約】【課題】電極で遮光されてしまう、電極を形成する部分の直下又は概ね直下を発光させないようにし、光取り出しが可能な領域にのみ電流が流れるようにした、電流効率、発光効率の良い、モノリシック発光ダイオードを提供する。【解決手段】第一導電型領域５と第二導電型領域８とのｐｎ接合面２０内の、コンタクト部７ｃの直下領域又は概ね直下領域に半絶縁性領域６ｃを備える。【選択図】図１
2005285900.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一導電型領域と、
前記第一導電型領域内に形成された第二導電型領域と、
前記第二導電型領域の表面に形成された発光窓領域と、
前記発光窓領域内に設けられ、電極を接続するコンタクト部とを備え、
前記第一導電型領域と第二導電型領域とのｐｎ接合面内の、前記コンタクト部の直下領域又は概ね直下領域に半絶縁性領域を備える、発光ダイオード。
【請求項２】
基板の第一導電型領域内に第二導電型領域を形成する際に、前記第一導電型領域の表面の、前記第二導電型領域を形成する領域内にコンタクト部を形成する工程と、
前記コンタクト部を形成した前記第一導電型領域の表面に、前記第一導電型領域の表面及び前記コンタクト部の表面を覆うように、前記第二導電型領域を形成するための第二導電型領域の拡散源を設ける工程と、
前記第一導電型領域の表面及び前記コンタクト部を覆うように、前記第二導電型領域を形成するための第二導電型領域の拡散源を設けた基板を熱処理し、前記第一導電型領域と第二導電型領域とのｐｎ接合面内の、前記コンタクト部の直下領域又は概ね直下領域に半絶縁性領域を形成する工程とを備える、発光ダイオードの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオード及び発光ダイオードの製造方法に関し、特に、電極部分の直下が発光するようにされている発光ダイオードに比べ、発光出力が増加するようにした、発光ダイオード及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
モノリシック発光ダイオードとして、例えば、図７に示すものが、既に、提案されている。
【０００３】
このモノリシック発光ダイオード１０１は、ｎ型ＧａＡｓ基板１０２、ｎ型ＧａＡｓ基板１０２の表面上に形成したｎ型のＧａＡｓバッファ層１０３、ＧａＡｓバッファ層１０３の表面上にエピタキシャル成長させたｎ型のＡｌzＧａ1-zＡｓ層１０４、ｎ型のＡｌyＧａ1-yＡｓ層１０５、半絶縁性のＡｌxＧａ1-xＡｓ層１０６、半絶縁性又はノンドープのＧａＡｓ層１０７、亜鉛（Ｚｎ）を選択的に拡散して形成したＺｎ拡散領域１０８、ｎ型のＡｌyＧａ1-yＡｓ層１０５内に存在する基板の主面と略平行なｐｎ接合面（拡散フロント）１２０、Ｚｎ拡散の拡散マスク膜となるＳｉＮ膜からなる層間絶縁膜（選択拡散膜）（例えば、Ｓｉ３Ｎ４膜）１０９、コンタクト部１０７ｃ、コンタクト部１０７ｃ上に形成されたｐ側電極１１０、及び、ｎ型ＧａＡｓ基板１０２の裏面上に形成されたｎ側電極１１１を備える。尚、図５中、Ｗで示す領域は、発光窓を示している。
【０００４】
Ｚｎ拡散領域１０８は、半絶縁性又はノンドープのＧａＡＳ層１０７、半絶縁性のＡｌxＧａ1-xＡｓ層１０６を経て、ｎ型のＡｌyＧａ1-yＡｓ層１０５に達している。
【０００５】
次に、従来のモノリシック発光ダイオード１０１の製造方法を説明する。
【０００６】
図８〜図１０は、従来のモノリシック発光ダイオード１０１の製造方法を模式的に説明する工程図である。
【０００７】
このモノリシック発光ダイオード１０１を製造する際には、まず、図８（ａ）に示すように、ｎ型ＧａＡｓ基板１０２の上にｎ型のＧａＡｓバッファ層１０３を形成し、その上にｎ型のＡｌzＧａ1-zＡｓ層１０４、ｎ型のＡｌyＧａ1-yＡｓ層１０５、半絶縁性のＡｌxＧａ1-xＡｓ層１０６及び半絶縁性又はノンドープのＧａＡｓ層１０７を積層し、半絶縁性又はノンドープのＧａＡｓ層１０７上に、ＳｉＮ膜からなる層間絶縁膜（選択拡散膜）（例えば、Ｓｉ３Ｎ４膜）１０９を、例えば、エピタキシャル法を用いて、形成する。
【０００８】
尚、この積層構造のＡｌ混晶比ｘ，ｙ，ｚは、ｘ＞ｙ，ｚ＞ｙなる関係を満たしており、ＡｌzＧａ1-zＡｓ層１０４とＡｌxＧａ1-xＡｓ層１０６のエネルギバンドギャップはＡｌyＧａ1-yＡｓ層１０５のエネルギバンドギャップよりも少なくとも大きい。
【０００９】
エネルギバンドギャップ差は、注入したキャリアに対してその閉じ込めの効果が得られる程度の大きさが望ましく、約０．３ｅＶ以上とする。例えば、ｘ，ｚ＝０．４，ｙ＝０．１５とすれば、エネルギバンドギャップ差は約０．３ｅＶである。
【００１０】
次に、図８（ｂ）に示すように、例えば、フォトリソグラフィー及びエッチング工程を用いて、層間絶縁膜（選択拡散膜）（例えば、Ｓｉ３Ｎ４膜）１０９の所定領域をエッチングして、発光窓Ｗを形成する。
【００１１】
次に、図８（ｃ）に示すように、例えば、Ｚｎ拡散領域（図７に示すＺｎ拡散領域１０８）を形成するための拡散源（例えば、ＺｎＯ膜）１１２を形成する。
【００１２】
次に、図８（ｄ）に示すように、キャップ層（膜）（例えば、Ｓｉ３Ｎ４膜）１１３を、拡散源（例えば、ＺｎＯ膜）１１２の表面上、及び、ｎ型ＧａＡｓ基板１０２の裏面上に形成する。
【００１３】
次に、拡散源（例えば、ＺｎＯ膜）１１２の表面上、及び、ｎ型ＧａＡｓ基板１０２の裏面上にキャップ層（膜）１１３を形成したもの（便宜上、以下、このものを「ウェーハ」という。）を、熱処理する。
【００１４】
より具体的に説明すると、拡散炉内に、図８（ｄ）に示すウェーハを入れ、例えば、約６５０℃で約６５分間熱処理することで、Ｚｎ拡散領域１０８を形成する（図９（ａ）を参照）。
【００１５】
この選択的に形成したＺｎ拡散領域１０８は、Ｚｎ拡散領域１０８の深さ方向の拡散フロントすなわち積層構造の積層面と略平行なｐｎ接合面は、ｎ型ＡｌyＧａ1-yＡｓ層１０５層内にある。接合は横方向にも形成されるがｐｎ接合はＡｌyＧａ1-yＡｓ層１０５内にしか形成されていない。
【００１６】
次に、図９（ｂ）に示すように、キャップ層（膜）（例えば、Ｓｉ３Ｎ４膜）１１３及び残余の拡散源（例えば、ＺｎＯ膜）の除去を行なう。
【００１７】
より具体的に説明すると、例えば、ＣＦ４プラズマエッチング法を用い、キャップ層（膜）（例えば、Ｓｉ３Ｎ４膜）１１３を除去し、その後、例えば、塩酸（ＨＣｌ）を用い、残余の拡散源（例えば、ＺｎＯ膜）の除去を行なう。
【００１８】
次に、図９（ｃ）に示すように、半絶縁性又はノンドープのＧａＡｓ層１０７をエッチング処理して、コンタクト部１０７ｃを形成する。
【００１９】
より具体的に説明すると、例えば、フォトリソグラフィー及びエッチング工程により、半絶縁性又はノンドープのＧａＡｓ層１０７からコンタクト部１０７ｃを形成する。
【００２０】
次に、図１０（ａ）に示すように、ｐ側電極１１０を形成する。
【００２１】
より具体的に説明すると、例えば、リフトオフ法により、コンタクト部１０７ｃ上に形成したコンタクトホールにｐ側電極１１０を形成する。
【００２２】
このｐ側電極１１０の電極材料としては、例えば、Ｔｉ・Ａｕ・Ｎｉ・Ｇｅ・Ａｕ等のＡｕ合金が用いられる。また、ｐ側電極１１０の総厚は、約１．２μｍである。
【００２３】
次に、図１０（ｂ）に示すように、ｎ側電極１１１を形成する。
【００２４】
このｎ側電極１１１の電極材料としては、例えば、Ｔｉ・Ａｕ・Ｎｉ・Ｇｅ・Ａｕ等のＡｕ合金が用いられる。また、ｎ側電極１１１の総厚は、約０．５μｍである。
【００２５】
次に、モノリシック発光ダイオード１０１の動作を説明する。
【００２６】
このモノリシック発光ダイオード１０１では、ｐｎ接合がＡｌyＧａ1-yＡｓ層１０５のみにあるので、順方向の電流を流すとＡｌ混晶比ｙに相当するエネルギの光が発生する。ｐ型拡散層へ注入された電子はＡｌxＧａ1-xＡｓ層１０６とＡｌyＧａ1-yＡｓ層１０５の界面に形成されているバリアによってＡｌxＧａ1-xＡｓ層１０６へは拡散できず、ｐｎ接合面と積層界面の間の狭い領域に閉じこめられる。したがって、注入された電子の密度が高くなり再結合確率が増加し発光効率が上昇する。また、ＡｌzＧａ1-zＡｓ層１０４とＡｌyＧａ1-yＡｓ層１０５との界面にもバリアが存在するのでｎ層へ注入された正孔も狭い領域に閉じこめられ、発光効率上昇に寄与する。
【００２７】
発生した光は、ＡｌxＧａ1-xＡｓ層１０６のエネルギバンドギャップが発光波長のエネルギよりも大きいので、ＡｌxＧａ1-xＡｓ層１０６では吸収されない。また、ＧａＡｓ層１０７の層厚を薄くすれば、例えば５００Åとすれば、吸収量は非常に小さく外部への取り出し効率も向上する。
【００２８】
半絶縁性又はノンドープＧａＡｓ層１０７のＺｎ拡散領域は、オーミックコンタクト層として機能している。ＡｌＧａＡｓはＡｌ混晶比が大きい場合にはＡｌの酸化によってオーミックコンタクトがとり難くなるが、Ｚｎ拡散によるＰ型ＧａＡｓ領域１０７ｃ（すなわちＧａＡｓ層１０７内のＺｎ拡散領域）があることによってＡｌxＧａ1-xＡｓ層１０６のＡｌ混晶比ｘによらず常にオーミックコンタクトが形成できる。
【００２９】
半絶縁性又はノンドープＧａＡｓ層１０７を高抵抗（半絶縁性）半導体層として形成してあるので、Ｚｎを拡散しても半絶縁性又はノンドープＧａＡｓ層１０７にはＺｎ拡散によるＰ型の導通層が形成されるだけでｐｎ接合は形成されない。もしも、半絶縁性又はノンドープＧａＡｓ層１０７層が例えばｎ型層であれば、Ｚｎ拡散によってｐｎ接合が形成され、電流は表面ＧａＡｓ層へ注入されて発光効率が減少する。同様にＡｌxＧａ1-xＡｓ層１０６を半絶縁性としているので、Ｚｎを拡散しても導通層のみが形成されているので発光には寄与しない。したがって、ＡｌyＧａ1-yＡｓ層以外のＡｌyＧａ1-yＡｓ層よりもバンドギャップの小さい層（本実施形態の例で最表面層が半絶縁性ではなく、ｎ型ＧａＡｓ層であった場合には、ｎ型ＧａＡｓ層）Ｚｎ選択拡散によって形成されたｐｎ接合に電流が流れないような構造を設ける必要がないので、素子構造が簡単になる。したがって、作製プロセスも簡単になる。
【００３０】
また、ＡｌxＧａ1-xＡｓ層とＡｌyＧａ1-yＡｓ層の界面の障壁によってその界面とｐｎ接合面（拡散フロント）の間に注入された電子を閉じこめることができるので、ＡｌxＧａ1-xＡｓ層とＡｌyＧａ1-yＡｓ層の界面と深さ方向の拡散フロント間の距離を電子の平均自由工程よりも小さくとっても効率よく再結合させることがでる。したがって、各エピタキシャル層の厚さを小さくすることが可能である。
【００３１】
半導体積層構造の層厚を薄くして、選択拡散深さを浅くすることによって、容易にお互いに絶縁され電気的に独立した素子配列を形成でき、超高密度ＬＥＤアレイ、例えば、１２００ＤＰＩ（ピッチ間隔＝２１．２ミクロン）の作製が可能である。
【００３２】
このモノリシック発光ダイオード１０１は、ｎ型ＧａＡｓ基板１０２の表面上にｎ型のＧａＡｓバッファ層１０３を形成し、その上にｎ型のＡｌzＧａ1-zＡｓ層１０４、ｎ型のＡｌyＧａ1-yＡｓ層１０５、半絶縁性のＡｌxＧａ1-xＡｓ層１０６及び半絶縁性又はノンドープのＧａＡｓ層１０７を積層した構造を備え、ＡｌzＧａ1-zＡｓ層１０４とＡｌxＧａ1-xＡｓ層１０６のエネルギバンドギャップはＡｌyＧａ1-yＡｓ層１０５のエネルギバンドギャップよりも少なくとも大きくし、エネルギバンドギャップの大きい半導体層に挟まれたエネルギバンドギャップの小さい半導体層内に深さ方向の拡散フロントを有する選択拡散によるｐｎ接合を形成し、オーミックコンタクトを形成する最表面層を半絶縁性又はノンドープＧａＡｓ層にＺｎを拡散して形成したＰ型ＧａＡｓ領域としたので、素子構造が簡単で高発光効率の超高密度ＬＥＤアレイが可能である。
【００３３】
尚、このモノリシック発光ダイオード１０１では、ＡｌxＧａ1-xＡｓ層１０６を半絶縁性半導体層としているが、ｎ型層（ｎ型ＡｌxＧａ1-xＡｓ層）とすることもできる。
【００３４】
また、ｎ型ＧａＡｓ基板１０２の代わりにｎ型のＳｉ基板を使用することも可能である。
【特許文献１】特開平１１−６８１４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００３５】
しかしながら、上述した従来のモノリシック発光ダイオード１０１を含め、従来のｐｎ接合を有する発光ダイオードでは、電極を形成する部分の直下領域又は概ね直下領域にもｐｎ接合面を形成し、この部分が発光するようにされているが、電極を形成する部分の直下又は概ね直下のｐｎ接合面の部分は、発光させても、この部分から発生した光は、電極で遮光されてしまうため、電極により遮光される部分が発光するようになっている、従来のｐｎ接合を有する発光ダイオードは、いずれも、発光取り出しに、必然的な、ロス（損失）がある、という問題がある。
【００３６】
本発明は、以上のような問題を解決するためになされたものであって、電極で遮光されてしまう、電極を形成する部分の直下又は概ね直下を発光させないようにし、光取り出しが可能な領域にのみ電流が流れるようにした、電流効率、発光効率の良い、発光ダイオード及びそのような発光ダイオードの製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００３７】
請求項１に記載の発光ダイオードは、第一導電型領域と、第一導電型領域内に形成された第二導電型領域と、第二導電型領域の表面に形成された発光窓領域と、発光窓領域内に設けられ、電極を接続するコンタクト部とを備え、第一導電型領域と第二導電型領域とのｐｎ接合面内の、コンタクト部の直下領域又は概ね直下領域に半絶縁性領域を備える。
【００３８】
請求項２に記載の発光ダイオードの製造方法は、基板の第一導電型領域内に第二導電型領域を形成する際に、第一導電型領域の表面の、第二導電型領域を形成する領域内にコンタクト部を形成する工程と、コンタクト部を形成した第一導電型領域の表面に、第一導電型領域の表面及びコンタクト部の表面を覆うように、第二導電型領域を形成するための第二導電型領域の拡散源を設ける工程と、第一導電型領域の表面及びコンタクト部の表面を覆うように、第二導電型領域を形成するための第二導電型領域の拡散源を設けた基板を熱処理し、第一導電型領域と第二導電型領域とのｐｎ接合面内の、コンタクト部の直下領域又は概ね直下領域に半絶縁性領域を形成する工程とを備える。
【００３９】
ここで、本明細書で用いる用語、「第一導電型領域の表面及びコンタクト部の表面を覆うように、第二導電型領域を形成するための第二導電型領域の拡散源を設け」は、第二導電型領域の拡散源が、直接、第一導電型領域の表面上に接するように設けられ且つコンタクト部の表面上に接するように設けられている場合の意と、第二導電型領域の拡散源が、第一導電型領域の表面上に、何らかの層を介在させるようにして、設けられ且つコンタクト部の表面上に接するように設けられている場合の意の双方を含む意味で用いられている。
【発明の効果】
【００４０】
請求項１に記載の発光ダイオードでは、電極で遮光されてしまう、電極を形成する部分の直下領域又は概ね直下領域を発光させないようにし、光取り出しが可能な領域にのみ電流が流れるようにしたので、この発光ダイオードは、電流効率、発光効率が良い。
【００４１】
請求項２に記載の発光ダイオードの製造方法を用いれば、電極で遮光されてしまう、電極を形成する部分の直下領域又は概ね直下領域を発光させないようにし、光取り出しが可能な領域にのみ電流が流れるようにした発光ダイオードを簡単に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
以下、本発明に係る発光ダイオードの一例を、図面を参照しながら、更に、詳しく説明する。
【００４３】
図１は、本発明に係る発光ダイオードの一例を模式的に示す断面図である。
【００４４】
このモノリシック発光ダイオード１は、ｎ型ＧａＡｓ基板２、ｎ型ＧａＡｓ基板２の表面上に形成したｎ型のＧａＡｓバッファ層３、ＧａＡｓバッファ層３の表面上にエピタキシャル成長させたｎ型のＡｌzＧａ1-zＡｓ層４、ｎ型のＡｌyＧａ1-yＡｓ層（活性層）５、半絶縁性のＡｌxＧａ1-xＡｓ層６、半絶縁性又はノンドープのＧａＡｓ層７、亜鉛（Ｚｎ）を選択的に拡散して形成したＺｎ拡散領域８、ｎ型のＡｌyＧａ1-yＡｓ層５内に存在する基板の主面と略平行なｐｎ接合面（拡散フロント）２０、Ｚｎ拡散の拡散マスク膜となるＳｉＮ膜からなる層間絶縁膜（選択拡散膜）（例えば、Ｓｉ３Ｎ４膜）９、コンタクト部７ｃ、コンタクト部７ｃ上に形成されたｐ側電極１０、及び、ｎ型ＧａＡｓ基板２の裏面上に形成されたｎ側電極１１を備える。尚、図１中、Ｗで示す領域は、発光窓を示している。
【００４５】
このモノリシック発光ダイオード１は、第一導電型領域（この例では、ｎ型のＡｌyＧａ1-yＡｓ層）５と、第一導電型領域（この例では、ｎ型のＡｌyＧａ1-yＡｓ層）５内に形成された第二導電型領域（この例では、亜鉛（Ｚｎ）を選択的に拡散して形成したＺｎ拡散領域）８と、第二導電型領域（この例では、亜鉛（Ｚｎ）を選択的に拡散して形成したＺｎ拡散領域）８の表面に形成された発光窓領域Ｗと、発光窓領域Ｗ内に設けられ、電極（この例では、ｐ側電極）１０を接続するコンタクト部７ｃとを備える。
【００４６】
Ｚｎ拡散領域８は、半絶縁性又はノンドープのＧａＡＳ層７、半絶縁性のＡｌxＧａ1-xＡｓ層６を経て、ｎ型のＡｌyＧａ1-yＡｓ層５に達している。
【００４７】
尚、この積層構造のＡｌ混晶比ｘ，ｙ，ｚは、ｘ＞ｙ，ｚ＞ｙなる関係を満たしており、ＡｌzＧａ1-zＡｓ層４とＡｌxＧａ1-xＡｓ層６のエネルギバンドギャップはＡｌyＧａ1-yＡｓ層５のエネルギバンドギャップよりも少なくとも大きい。
【００４８】
エネルギバンドギャップ差は、注入したキャリアに対してその閉じ込めの効果が得られる程度の大きさが望ましく、約０．３ｅＶ以上とする。例えば、ｘ，ｚ＝０．４，ｙ＝０．１５とすれば、エネルギバンドギャップ差は約０．３ｅＶである。
【００４９】
このモノリシック発光ダイオード１の上記の構成は、図７に示す従来のモノリシック発光ダイオード１０１の構成と同様であるが、このモノリシック発光ダイオード１は、特に、以下の構成が、従来のモノリシック発光ダイオード１０１と異なっている。
【００５０】
即ち、このモノリシック発光ダイオード１は、第一導電型領域５（この例では、ｎ型のＡｌyＧａ1-yＡｓ層）と第二導電型領域（この例では、亜鉛（Ｚｎ）を選択的に拡散して形成したＺｎ拡散領域）８とのｐｎ接合面（拡散フロント）２０内の、コンタクト部７ｃの直下領域又は概ね直下領域に半絶縁性領域６ｃを備えている点で、従来のモノリシック発光ダイオード１０１と異なっている。
【００５１】
次に、図１に示すモノリシック発光ダイオード１の製造方法の一例を説明する。
【００５２】
図２〜図４は、図１に示すモノリシック発光ダイオード１の製造方法の一例を模式的に説明する工程図である。
【００５３】
このモノリシック発光ダイオード１を製造する際には、まず、図２（ａ）に示すように、ｎ型ＧａＡｓ基板２の上にｎ型のＧａＡｓバッファ層３を形成し、その上にｎ型のＡｌzＧａ1-zＡｓ層４、ｎ型のＡｌyＧａ1-yＡｓ層５、半絶縁性のＡｌxＧａ1-xＡｓ層６及び半絶縁性又はノンドープのＧａＡｓ層７を積層する。
【００５４】
より特定的に説明すると、以下の場合に限定されることはないが、例えば、エピタキシャル成長方法を用い、ｎ型ＧａＡｓ基板２を、３５０μｍの膜厚（エピ厚）で形成し、この上にｎ型のＧａＡｓバッファ層３を、０．２０μｍの膜厚（エピ厚）で形成し、その上にｎ型のＡｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓクラッド層４を、０．７０μｍの膜厚（エピ厚）で形成し、活性層（ｎ型のＡｌyＧａ1-yＡｓ層）５を、０．７０μｍの膜厚（エピ厚）で形成し、その上に、半絶縁性のＡｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓクラッド層（Ｕ／Ｄ）６を、０．５０μｍの膜厚（エピ厚）で形成し、その上に、ＧａＡｓコンタクト層（Ｕ／Ｄ）７を、０．１０μｍの膜厚（エピ厚）で形成する。
【００５５】
尚、バッファ層３とその上のｎ型Ａｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓクラッド層４の間に必要に応じてＤＢＲ層を追加してもよい。
【００５６】
尚、エピタキシャル成長方法としては、例えば、気相エピタキシャル法（ＶＰＥ）や、有機金属気相エピタキシャル法（ＭＯＶＰＥ）や、有機金属化学気相デポジション法（ＭＯＣＶＤ）や、分子線エピタキシャル法（ＭＢＥ）や、有機金属分子線エピタキシャル法（ＭＯＭＢＥ）や、化学ビームエピタキシャル法（ＣＢＥ）等を用いる。
【００５７】
次に、図２（ｂ）に示すように、半絶縁性又はノンドープのＧａＡｓ層７を、例えば、フォトリソグラフィー及びエッチング工程により、コンタクト部７ｃを形成する。
【００５８】
次に、図２（ｃ）に示すように、半絶縁性のＡｌxＧａ1-xＡｓ層６の表面及びコンタクト部７ｃの表面を覆うように、層間絶縁膜（選択拡散膜）（例えば、Ｓｉ３Ｎ４膜）９を、例えば、エピタキシャル法を用いて、形成する。
【００５９】
尚、このエッチング処理には、例えば、アンモニア（ＮＨ３）と過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）との配合割合が、アンモニア（ＮＨ３）：過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）＝１：１２のものを用いる。
【００６０】
尚、層間絶縁膜（選択拡散膜）９としては、Ｓｉ３Ｎ４に限定されることはなく、例えば、Ａｌ２Ｏ３等を用いることができる。
【００６１】
次に、図２（ｄ）に示すように、例えば、フォトリソグラフィー及びエッチング工程により、層間絶縁膜（選択拡散膜）９の所定領域をエッチングし、発光窓Ｗを形成する。
【００６２】
この状態において、発光窓Ｗの領域内には、コンタクト部７ｃが設けられている状態になっている。
【００６３】
次に、図３（ａ）に示すように、半絶縁性のＡｌxＧａ1-xＡｓ層６の表面及びコンタクト部７ｃの表面を覆うように、例えば、Ｚｎ拡散領域（図１に示すＺｎ拡散領域８）を形成するための拡散源（例えば、ＺｎＯ膜）１２を形成する。
【００６４】
次に、図３（ｂ）に示すように、キャップ層（膜）（例えば、Ｓｉ３Ｎ４膜）１３を、拡散源（例えば、ＺｎＯ膜）１２の表面上、及び、ｎ型ＧａＡｓ基板２の裏面上に形成する。
【００６５】
次に、拡散源（例えば、ＺｎＯ膜）１２の表面上、及び、ｎ型ＧａＡｓ基板２の裏面上にキャップ層（膜）１３を形成したもの（便宜上、以下、このものを「ウェーハ」という。）を、熱処理する（図３（ｃ）を参照）。
【００６６】
この選択的に形成したＺｎ拡散領域８は、Ｚｎ拡散領域８の深さ方向の拡散フロントすなわち積層構造の積層面と略平行なｐｎ接合面は、ｎ型ＡｌyＧａ1-yＡｓ層５層内にある。接合は横方向にも形成されるがｐｎ接合はＡｌyＧａ1-yＡｓ層５内にしか形成されていない。
【００６７】
のみならず、このモノリシック発光ダイオードの製造方法では、コンタクト部７ｃを、拡散スピードの遅い材料（この例では、半絶縁性又はノンドープのＧａＡｓ）で形成し、不純物拡散時（この例では、拡散源（例えば、ＺｎＯ））１２のｎ型のＡｌyＧａ1-yＡｓ層５への熱拡散時）において、拡散源（例えば、ＺｎＯ））１２が、コンタクト部７ｃの直下領域又は概ね直下領域において不純物（この例では、Ｚｎ拡散）が、活性層（ｐｎ接合面（拡散フロント））２０まで到達しないようにしている。
【００６８】
即ち、このモノリシック発光ダイオードの製造方法では、第一導電型領域５（この例では、ｎ型のＡｌyＧａ1-yＡｓ層）と第二導電型領域（この例では、亜鉛（Ｚｎ）を選択的に拡散して形成したＺｎ拡散領域）８とのｐｎ接合面（拡散フロント）２０内の、コンタクト部７ｃの直下領域又は概ね直下領域に半絶縁性領域６ｃを残している（形成している）。
【００６９】
尚、図３（ｃ）中、１２ｄで示す部分は、熱処理後の残余の拡散源を示している。
【００７０】
次に、図３（ｄ）に示すように、キャップ層（膜）（例えば、Ｓｉ３Ｎ４膜）１３及び残余の拡散源（例えば、ＺｎＯ膜）１２ｄの除去を行なう。
【００７１】
より具体的に説明すると、例えば、ＣＦ４プラズマエッチング法を用い、キャップ層（膜）（例えば、Ｓｉ３Ｎ４膜）１３を除去し、その後、例えば、塩酸（ＨＣｌ）を用い、残余の拡散源（例えば、ＺｎＯ膜）１２ｄの除去を行なう。
【００７２】
次に、図４（ａ）に示すように、ｐ側電極１０を形成する。
【００７３】
より具体的に説明すると、例えば、リフトオフ法により、コンタクト層（部）７ｃ上に形成したコンタクトホールにｐ側電極１０を形成する。
【００７４】
このｐ側電極１０の電極材料としては、例えば、Ｔｉ・Ａｕ・Ｚｎ・Ａｕ等のＡｕ合金が用いられる。また、ｐ側電極１０の総厚は、約１．２μｍである。
【００７５】
次に、図４（ｂ）に示すように、ｎ側電極１１を形成する。
【００７６】
このｎ側電極１１の電極材料としては、例えば、Ｔｉ・Ａｕ・Ｎｉ・Ｇｅ・Ａｕ等のＡｕ合金が用いられる。また、ｎ側電極１１の総厚は、約０．５μｍである。
【００７７】
次に、モノリシック発光ダイオード１の効果について説明する。
【００７８】
図５は、モノリシック発光ダイオードの単位電流と出力との相関関係を示すグラフである。
【００７９】
まず、電流密度について、電極１０下が発光しないようにした、本発明に係るモノリシック発光ダイオード１と、電極１１０下が発光するようにされている以外は、同じ規格の従来のモノリシック発光ダイオード１０１とを対比して検討する。
【００８０】
例えば、図６にそのサイズを示す発光部を有する場合を例にとって説明すると、電極１０下が発光しない場合の発光部の面積と電極１１０下が発光する場合の発光部の面積との比は、以下の式で表される。
【００８１】
（電極１０下が発光しない場合の発光部の面積）／（電極１０下が発光する場合の発光部の面積）＝（２０．０×１４．０）／（２０．０×２０．０）＝０．７０
この逆数は、１／０．７０＝１．４２９となる。
【００８２】
即ち、電極１０下が発光しないようにした、本発明に係るモノリシック発光ダイオード１の場合の２ｍＡの出力は、電極１１０下が発光するようにされている以外は、同じ規格の従来のモノリシック発光ダイオード１０１の、２ｍＡ×１．４２９＝２．８５８ｍＡのＰｏ／ＩＦに相当し、図５に示すグラフより、６０／５５（ｎＷ／ｍＡ）＝１．１０に相当する。
【００８３】
即ち、電極１０下が発光しないようにした、本発明に係るモノリシック発光ダイオード１は、電極１１０下が発光するようにされている以外は、同じ規格の従来のモノリシック発光ダイオード１０１に比較して、電流密度要因では、約１０％アップ（ＩＦ＝２ｍＡの場合）していることになる。
【００８４】
次に、開口率比較（発光部露出部／発光部面積）を、電極１０下が発光しないようにした、本発明に係るモノリシック発光ダイオード１と、電極１１０下が発光するようにされている以外は、同じ規格の従来のモノリシック発光ダイオード１０１とを対比して検討する。
【００８５】
例えば、図６にそのサイズを示す発光部を有する場合を例にとって説明すると、電極１０下が発光しない場合の開口率と電極１１０下が発光する場合の開口率との比は、以下の式で表される。
【００８６】
（電極１０下が発光しない場合の開口率）／（電極１１０下が発光する場合の開口率）＝｛（２０．０×２０．０）／（２０．０×２０．０）｝／｛（２０．０×１４．０）／（２０．０×２０．０）｝＝１／０，７０＝１．４２８
即ち、電極１０下が発光しないようにした、本発明に係るモノリシック発光ダイオード１は、電極１１０下が発光するようにされている以外は、同じ規格の従来のモノリシック発光ダイオード１０１に比較して、開口率比較では、出力が約４２．８％アップしていることになる。
【００８７】
上記した、電流密度要因と開口率比較とに基づいて、本発明に係るモノリシック発光ダイオード１の、電極１１０下が発光するようにされている以外は、同じ規格の従来のモノリシック発光ダイオード１０１に対する出力アップの予測をすると、１．１０×１．４２８＝１．５７０となるので、本発明に係るモノリシック発光ダイオード１の、電極１１０下が発光するようにされている以外は、同じ規格の従来のモノリシック発光ダイオード１０１に対し、５７％のアップ（ＩＦ＝２ｍＡの場合）が期待できる。
【００８８】
但し、通常は、この種の発光ダイオードは、ＩＦ＝５ｍＡ程度で使用するため、電流密度要因の効果は期待できず、開口率の効果が大きいことが考えられる。
【００８９】
よって、通常の使用では、本発明に係るモノリシック発光ダイオード１は、電極１１０下が発光するようにされている以外は、同じ規格の従来のモノリシック発光ダイオード１０１に対し、４０％程度のアップが見込まれる。
【００９０】
以上の説明から明らかなように、このモノリシック発光ダイオード１では、電極１０で遮光されてしまう、電極１０を形成する部分の直下領域又は概ね直下領域を発光させないようにし、光取り出しが可能な領域にのみ電流が流れるようにしたので、このモノリシック発光ダイオード１は、電流効率、発光効率が良い。
【００９１】
また、このモノリシック発光ダイオードの製造方法を用いれば、電極１０で遮光されてしまう、電極を形成する部分の直下領域又は概ね直下領域を発光させないようにし、光取り出しが可能な領域にのみ電流が流れるようにしたモノリシック発光ダイオードを簡単に製造することができる。
【００９２】
また、本発明に係る発光ダイオード１は、電極１０で遮光されてしまう、電極を形成する部分の直下領域又は概ね直下領域を発光させないようにし、光取り出しが可能な領域にのみ電流が流れるようにした構成を除けば、従来の発光ダイオード１０１の構成を備えているので、従来の発光ダイオード１０１の有する効果は、そのまま、本発明に係る発光ダイオード１の効果であることを付記しておく。
【００９３】
尚、上記の説明では、本発明に係る発光ダイオードの例として、ｎ型ＧａＡｓ基板２、ｎ型ＧａＡｓ基板２の表面上に形成したｎ型のＧａＡｓバッファ層３、ＧａＡｓバッファ層３の表面上にエピタキシャル成長させたｎ型のＡｌzＧａ1-zＡｓ層４、ｎ型のＡｌyＧａ1-yＡｓ層５、半絶縁性のＡｌxＧａ1-xＡｓ層６、半絶縁性又はノンドープのＧａＡｓ層７、亜鉛（Ｚｎ）を選択的に拡散して形成したＺｎ拡散領域８、ｎ型のＡｌyＧａ1-yＡｓ層５内に存在する基板の主面と略平行なｐｎ接合面（拡散フロント）２０、Ｚｎ拡散の拡散マスク膜となるＳｉＮ膜からなる層間絶縁膜（選択拡散膜）（例えば、Ｓｉ３Ｎ４膜）９、コンタクト部７ｃ、コンタクト部７ｃ上に形成されたｐ側電極１０、及び、ｎ型ＧａＡｓ基板２の裏面上に形成されたｎ側電極１１を備え、且つ、第一導電型領域５（この例では、ｎ型のＡｌyＧａ1-yＡｓ層）と第二導電型領域（この例では、亜鉛（Ｚｎ）を選択的に拡散して形成したＺｎ拡散領域）８とのｐｎ接合面（拡散フロント）２０内の、コンタクト部７ｃの直下領域又は概ね直下領域に半絶縁性領域６ｃを備えている、モノリシック発光ダイオード１について説明したが、これは、単に、本発明を説明するためにその好ましい例を説明したに過ぎず、本発明に係る発光ダイオードは、モノリシック発光ダイオード１に限定されることはない。第一導電型領域と第二導電型領域とのｐｎ接合面内の、電極（コンタクト部）の直下領域又は概ね直下領域に半絶縁性領域を備え、電極（コンタクト部）の直下領域又は概ね直下領域を発光させないようにしている、発光ダイオードは、いずれも、本発明に含まれる。
【００９４】
また、上記発明を実施するための最良の形態では、本発明に係る発光ダイオードの一例として、発光ダイオード１について例示的に説明したが、本発明に係る発光ダイオードは、例えば、発光窓Ｗを一列に配置したような発光ダイオードアレイとして、好適に用いることができる。また、本発明に係る発光ダイオードは、例えば、ＬＥＤプリンタの光源として、好適に用いることができる。
【産業上の利用可能性】
【００９５】
本発明に係る発光ダイオードは、発光させても電極により遮光されてしまう、電極を形成する部分の直下領域又は概ね直下領域にｐｎ接合面を形成しないようにし、この部分が発光しないようにし、光取り出しが可能な領域にのみ電流が流れるようにしているので、電流効率、発光効率が良い。即ち、本発明に係る発光ダイオードは、省エネ且つ高輝度が要求される発光素子として、種々の分野で幅広く利用することができる。
【００９６】
また、本発明に係る発光ダイオードの製造方法は、電極で遮光されてしまう、電極を形成する部分の直下又は概ね直下を発光させないようにし、光取り出しが可能な領域にのみ電流が流れるようにした発光ダイオードを製造する際に、好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】本発明に係る発光ダイオードの一例を模式的に示す断面図である。
【図２】図１に示す発光ダイオードの製造方法の一例を模式的に説明する工程図である。
【図３】図１に示す発光ダイオードの製造方法の一例を模式的に説明する工程図である。
【図４】図１に示す発光ダイオードの製造方法の一例を模式的に説明する工程図である。
【図５】発光ダイオードの単位電流と出力との相関関係を示すグラフである。
【図６】本発明に係る発光ダイオードと従来の発光ダイオードとの電流密度及び開口率について検討する際に用いた発光部のサイズを説明する図である。
【図７】従来の発光ダイオードを模式的に示す断面図である。
【図８】図７に示す従来の発光ダイオードの製造方法を模式的に説明する工程図である。
【図９】図７に示す従来の発光ダイオードの製造方法を模式的に説明する工程図である。
【図１０】図７に示す従来の発光ダイオードの製造方法を模式的に説明する工程図である。
【符号の説明】
【００９８】
１  発光ダイオード
２  ｎ型ＧａＡｓ基板
３  ｎ型のＧａＡｓバッファ層
４  ｎ型のＡｌzＧａ1-zＡｓ層
５  第一導電型領域（ｎ型のＡｌyＧａ1-yＡｓ層（活性層））
６  半絶縁性のＡｌxＧａ1-xＡｓ層
６ｃ  コンタクト部の直下領域又は概ね直下領域のｐｎ接合面（拡散フロント）内に設けられている半絶縁性領域
７ｃ  コンタクト部
【図１】
2005285900.tif 000003
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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