(57)【要約】【課題】均一な発光を得ることができると共に、半導体発光素子を小型化できる半導体発光素子を提供する。【解決手段】ｎ型ＧａＡｓ基板３と、ｎ型ＡｌＩｎＰ下クラッド層４ａ、ＡｌＧａＩｎＰ活性層５およびｐ型ＡｌＩｎＰ上クラッド層４ｂからなる発光領域層６と、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ電流拡散層９と、ＡｕＺｎからなるｐ型電極１０とをこの順に備え、さらに電流拡散層９内の発光領域層６側に発光を制限するために部分的に形成されたｎ型ＧａＰ電流阻止層８と、ＡｕＧｅからなるｎ型電極２とを備え、電流阻止層８を、中央領域部分８ａと、この中央領域部分から電流拡散層９の領域部分を介して取り囲む外側領域部分８ｂとで構成することにより、光取出側面で得られる発光部分７を環状とし、かつ前記中央領域部分８ａに電極１０を対向させた半導体発光素子１。【選択図】  図１
2005159299.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板と、この半導体基板上に形成された発光層と、この発光層の一部分上に発光を制限するために形成された電流阻止層と、この電流阻止層上および発光層の他部分上に形成された電流拡散層と、この電流拡散層上に形成された半導体基板の表面側電極と、半導体基板の裏面側電極とを備え、
電流阻止層を、中央領域部分と、この中央領域部分を電流拡散層の一部分を介して外側から取り囲む外側領域部分とで構成することにより、半導体基板の表面側から取り出せる発光部分を環状とし、かつ半導体基板の表面側電極と電流阻止層の中央領域部分とを対向させたことを特徴とする半導体発光素子。
【請求項２】
半導体基板の表面側電極が、その外側輪郭の形状および大きさを、環状の発光部分の内側輪郭のそれらと実質的に同一に設定するか、発光部分の内側輪郭内に収まるように設定してなる請求項１に記載の半導体発光素子。
【請求項３】
半導体基板の表面側電極が、その外側輪郭を、発光部分の内側輪郭との間の幅を実質的に一定にすべく設定してなる請求項１に記載の半導体発光素子。
【請求項４】
発光部分が円環状であり、半導体基板の表面側電極が円形である請求項３に記載の半導体発光素子。
【請求項５】
円環状の発光部分の外周の半径と半導体基板の円形表面側電極の外周の半径との差が、電流拡散層の層厚の７．１〜１０．７倍である請求項４に記載の半導体発光素子。
【請求項６】
円環状の発光部分が、その内周の半径を半導体基板の円形表面側電極の外周の半径の１．３〜１．７倍としてなる請求項４または５に記載の半導体発光素子。
【請求項７】
環状の発光部分が、その内側輪郭と外側輪郭との間の距離を２５μｍ以上とし、かつ前記距離の最大値と最小値との比を１．４倍以下としてなる請求項１又は２に記載の半導体発光素子。
【請求項８】
環状の発光部分が、その外側輪郭を半導体発光素子の外側輪郭から１５μｍ以上離してなる請求項１〜７のいずれか一つに記載の半導体発光素子。
【請求項９】
半導体基板の表面側電極に接続されたボンディングワイヤをさらに備える請求項１〜８のいずれか１つに記載の半導体発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体発光素子に関し、より詳しくは、光取出側の面で得られる発光部分を環状とした半導体発光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
図８〜１０は、従来の半導体発光素子に関し、図８が平面図、図９が断面図、図１０が発光状態説明図である（例えば、特許文献１参照）。
図８〜１０において、半導体発光素子２１は、電極２２を裏面に有する基板２３上に、下クラッド層２４ａ、活性層２５および上クラッド層２４ｂからなる発光領域層（発光層）２６と、電流拡散層２９と、電極３０とをこの順に備え、さらに電流拡散層２９内には発光領域層２６側の中央部分に電流阻止層２８を備えている。この電流阻止層２８は、電流拡散層２９上の電極３０と向き合う位置に形成されている。
【０００３】
電極３０から電流拡散層２９に注入された電流は、電流阻止層２８の周辺部まで広がり、発光領域層２６に注入され、発光部２７が発光する。これにより、電極３０直下以外での発光が可能となり、発生した光が電極３０によって遮られることがなくなり、効率が向上する。
【０００４】
図１１〜１３は、従来の他の半導体発光素子に関し、図１１が平面図、図１２が断面図、図１３が発光状態説明図である（例えば、特許文献２参照）。
図１１〜１３において、半導体発光素子４１は、電極４２を裏面に有する基板４３上に、下クラッド層４４ａ、活性層４５および上クラッド層４４ｂからなる発光領域層（発光層）４６と、電流拡散層４９と、電極５０とをこの順に備え、さらに電流拡散層４９内には発光領域層４６側の外周部分に電流阻止層（電流狭窄層）４８を備えている。電極５０は、その中央部分に開口を有し、電流阻止層４８と向き合う位置に形成されている。
【０００５】
電極５０から電流拡散層４９に注入された電流は、素子中心部に集まり、発光領域層４６に注入され、発光部４７が発光する。電流が素子中心部に集まるので、素子中心部での電流密度が大きくなる。電流密度が大きくなると、発光せずに再結合する電流の割合が小さくなるので光度が向上する。
【特許文献１】特開平４−２２９６６５号公報
【特許文献２】特開平１１−２６８１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、図８〜１０の構造では、電流が電流阻止層２８以外の部分に自由に広がるので、電流の密度が小さくなる。
【０００７】
また、図１１〜１３の構造では、素子周辺部にワイヤーボンディングエリア５１を設ける必要がある。ワイヤーボンディングエリア５１は、通常は直径約９０μｍほど必要であり、素子周辺部にワイヤーボンディングエリア５１を設けることが、素子サイズを小さくする上での障害となっていた。
【０００８】
本発明は、発光層へ注入される電流の密度を大きくすることにより光度を向上させるとともに均一な発光を得ることができ、さらに素子周辺部にワイヤーボンディングエリアを設ける必要がなく小型化できる半導体発光素子を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によれば、半導体基板と、この半導体基板上に形成された発光層と、この発光層の一部分上に発光を制限するために形成された電流阻止層と、この電流阻止層上および発光層の他部分上に形成された電流拡散層と、この電流拡散層上に形成された半導体基板の表面側電極と、半導体基板の裏面側電極とを備え、
電流阻止層を、中央領域部分と、この中央領域部分を電流拡散層の一部分を介して外側から取り囲む外側領域部分とで構成することにより、半導体基板の表面側から取り出せる発光部分を環状とし、かつ半導体基板の表面側電極と電流阻止層の中央領域部分とを対向させた半導体発光素子が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、電流阻止層を中央領域部分と外側領域部分とで構成することによって、半導体発光素子の表面で得られる発光部分を、中央領域部分と外側領域部分との間、つまり環状とし、電流阻止層の外側領域部分を有しない場合に比較して光度を向上させ、均一な発光を得ることができる。
【００１１】
また、電流阻止層の中央領域部分に半導体基板の表面側電極を対向させることによって、電流阻止層の外側領域部分にワイヤーボンディングエリアを設ける必要がなく、半導体発光素子を小型化できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明に係る半導体発光素子は、半導体基板と、この半導体基板上に形成された発光層と、この発光層の一部分上に発光を制限するために形成された電流阻止層と、この電流阻止層上および発光層の他部分上に形成された電流拡散層と、この電流拡散層上に形成された半導体基板の表面側電極と、半導体基板の裏面側電極とを備えている。
【００１３】
本発明において、半導体基板は、その上に発光層（以下、発光領域層と称することもある）を形成できるものであればよく、発光層と格子整合するものが好ましい。半導体基板には、例えば、ＧａＡｓ、ＧａＮ、ＧａＰ、ＩｎＰ、ＺｎＯ、ＺｎＳｅなどの化合物半導体基板、Ｓｉ、Ｇｅなどの元素半導体基板を用いることができる。また、その導電型は、ｎ型であっても、ｐ型であってもよい。
【００１４】
半導体基板の裏面側電極（基板側電極と称することもできる）は、導電性材料で形成することができ、基板とオーミック接触が得られるものが好ましい。裏面側電極は、例えば、Ａｕ，Ｐｔ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｔｉなどの金属、ＡｌＧｅ，ＡｌＺｎなどの合金を用いて形成することができる。例えば、ｎ型半導体基板には、ＡｌＧｅ電極が好適に用いられる。
【００１５】
裏面側電極は、例えば、蒸着法、スパッタ法などにより金属又は合金膜を形成した後、熱処理をすることにより形成できる。また、半導体基板の側面又は裏面に形成することができる。
【００１６】
裏面側電極と半導体基板との間には、例えば、オーミック接触を得るためにコンタクト層を設けてもよい。
【００１７】
半導体基板上に形成された発光層は、電流を流すことによって発光するものであればよい。下クラッド層、活性層および上クラッド層からなるダブルヘテロ接合構造とするのが好ましいが、シングルヘテロ接合構造、ホモ接合構造であってもよい。
【００１８】
発光層を形成する各半導体層は、例えば、ＧａＡｓ、ＧａＰ、ＧａＮなどの二元化合物半導体、ＡｌＩｎＰ、ＡｌＧａＡｓ、ＧａＡｓＰ、ＩｎＧａＡｓ、ＩｎＧａＮなどの三元化合物半導体、ＩｎＧａＡｓＰ、ＡｌＧａＩｎＰなどの四元化合物半導体などの化合物半導体を用いて形成することができる。化合物半導体の組成は、所望の波長の光が得られるように定めることができる。
【００１９】
例えば、ダブルヘテロ構造の場合、活性層に用いる化合物半導体の組成は所望の波長の光が得られるように定められ、下クラッド層及び上クラッド層の組成は、そのバンドギャップが活性層のバンドギャップよりも大きくなるように、定められる。
【００２０】
ダブルヘテロ接合構造、シングルヘテロ構造、ホモ接合構造のいずれも、二層以上の半導体層からなり、最下層は、半導体基板と同じ導電型とし、最上層は、異なる導電型とする。ダブルヘテロ構造の活性層は、アンドープであっても、ｎ型、ｐ型の不純物がドープされていてもよい。
【００２１】
発光層を形成する各半導体層は、ＬＰＥ，ＭＯＣＶＤ、ＭＢＥ、ＭＯＭＢＥ法などによって形成することができる。また、ｎ型の半導体層は、Ｓｉ、Ｓ、Ｓｅ、Ｔｅなどをドープしながら形成することができ、ｐ型の半導体層は、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｃ、Ｂｅなどをドープしながら形成することができる。
【００２２】
なお、後述するコンタクト層、バッファ層、キャップ層、電流阻止層、電流拡散層などの他の半導体層についても同様の方法で形成することができる。
【００２３】
裏面側電極と発光層の間には、例えば、格子定数の差を吸収するためにバッファ層を設けてもよい。
【００２４】
電流阻止層は、発光層の一部分上に発光を制限するために形成され、電流拡散層は、電流阻止層上および発光層の他部分上に形成される。
まず、電流阻止層は、電流拡散層から発光層へ電流が流れなくするもの、又は、流れにくくするものであればよい。電流阻止層は、例えば、発光層の最上層と導電型の異なる不純物をドープした、又は、キャリア濃度が小さい半導体、例えば、ＧａＰ、ＡｌＧａＰ、ＡｌＧａＡｓ、ＡｌＧａＩｎＰなどを用いて形成することができる。
【００２５】
また、発光層の最上層と同じ導電型の半導体であって、電流阻止層と発光層の最上層との間のヘテロバリアが、電流拡散層と発光層の最上層との間のヘテロバリアよりも大きくなるものを用いて、電流阻止層を形成することもできる。例えば、発光層の最上層をｐ型ＡｌＧａＩｎＰ、電流阻止層をｐ型ＧａＡｓ、電流拡散層をｐ型ＧａＡｌＡｓとすることができる。
【００２６】
次に、電流拡散層は、半導体基板の表面側電極からの電流を拡散できるものであればよい。また、発光層で発生する光の吸収が少なくなるように、発光層で発生する光のエネルギーよりもバンドギャップが大きい材料で形成されることが好ましい。また、電流が拡散しやすいように、抵抗率が小さい材料で形成されることが好ましい。
【００２７】
電流拡散層は、例えば、ＧａＰなどの二元化合物半導体、ＧａＡｌＡｓ、ＩｎＧａＮなどの三元化合物半導体、ＡｌＧａＩｎＰ、ＡｌＧａＩｎＮなどの四元化合物半導体などの化合物半導体を用いて形成することができる。電流拡散層は、発光層の最上層の導電型と同じ導電型とすることが好ましい。
【００２８】
本発明においては、電流阻止層は、中央領域部分と、この中央領域部分を電流拡散層の一部分を介して外側から取り囲む外側領域部分とで構成することにより、半導体基板の表面側から取り出せる発光部分を環状とする。
通常、発光層の上には、電流拡散層を形成する前に電流阻止層を形成する。この電流阻止層を形成するに際しては、中央領域部分と外側領域部分との間に環状開口を有する電流阻止層を形成することになるが、その環状開口は、発光層上の全面に形成した電流阻止層をフォトリソグラフィー及びエッチング技術により部分的に取り除いて形成することができる。「環状」には、円形のもの、多角形のもの、又は、多角形の角を丸くしたリング状又はループ状のものなどが含まれる。「開口」は、貫通孔であることが好ましいが、非貫通孔であってもよい。なお、この場合、環状開口、つまり中央領域部分と外側領域部分との間には、電流拡散層を形成する半導体が充填されることになる。
【００２９】
このように電流阻止層に環状開口を形成する代わりに、環状電流通過領域を形成してもよい。例えば、発光層の最上層と導電型の異なる不純物をドープした、又は、キャリア濃度が小さい半導体、例えば、ＧａＰ、ＡｌＧａＡｓ、ＡｌＧａＩｎＰなどを用いて電流阻止層を形成し、発光層の最上層と導電型が同じである不純物を環状に拡散させて環状電流通過領域を形成することができる。
【００３０】
また、電流が通過しやすい半導体層を形成し、環状電流通過領域以外の部分に、発光層の最上層と導電型の異なる不純物をドープしてもよい。
【００３１】
電流阻止層と発光層との間には、キャップ層が設けられてもよい。例えば、発光層の最上層が、酸化されやすい材料で形成されている場合、酸化されにくい材料でキャップ層を形成することができる。キャップ層は、例えば、ＧａＩｎＰなどのＡｌを含まない材料で形成することができる。また、Ａｌの含有率が小さい材料で形成してもよい。
【００３２】
本発明においては、電流阻止層の中央領域部分と半導体基板の表面側電極（光取出側電極と称することもできる）とを対向させる。
半導体基板の表面側電極は、導電性材料で形成することができ、電流拡散層とオーミック接触が得られるものが好ましい。表面側電極は、例えば、Ａｕ，Ｐｔ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｔｉなどの金属、ＡｌＧｅ，ＡｌＺｎなどの合金を用いて形成することができる。例えば、ｐ型半導体基板には、ＡｌＺｎ電極が好適に用いられる。
【００３３】
表面側電極は、例えば、蒸着法、スパッタ法などにより金属又は合金膜を形成し、フォトリソグラフィー及びエッチング技術により所望の形状に加工した後、熱処理をすることにより形成できる。
【００３４】
表面側電極は、任意の形状、大きさにすることができるが、ワイヤーボンディングエリアを確保できる形状、大きさにすることが好ましい。その形状は、円形であることが好ましい。また、その大きさは、ワイヤーボンディングのためのエリアを確保するために、半径４５μｍ以上であることが好ましい。余裕度を確保するために、半径５０μｍ以上であることがさらに好ましい。
【００３５】
半導体基板とその表面側電極との間には、例えば、オーミック接触を得るためにＧａＡｓなどで形成されたコンタクト層を設けてもよい。
【００３６】
本発明においては、上述の通り、電流阻止層を、中央領域部分と、この中央領域部分を電流拡散層の一部分を介して外側から取り囲む外側領域部分とで構成することにより、半導体基板の表面側から取り出せる発光部分を環状とするが、半導体基板の表面側電極の外側輪郭（外周）を、発光部分の内側輪郭（内周）と実質的に同一の大きさに設定するか、発光部分の内側輪郭内に収まるように（内側輪郭より小さく）設定するのが好ましい。これは、表面側電極が、発光部分の内側輪郭より大きい場合、表面側電極の直下でも発光層が発光し、発生した光が、表面側電極に遮られ、外部に取り出せないからである。
【００３７】
また、表面側電極の外側輪郭を、発光部分の内側輪郭との間の幅を実質的に一定にすべく設定するのが好ましい。この場合、駆動電流が均一に発光層に注入されるからである。
さらに、発光部分を円環状とし、表面側電極を円形とするのが成形上好ましい。そして、発光部分の外周の半径と表面側電極の外周の半径との差を、電流拡散層の層厚の７．１〜１０．７倍とするのが好ましく、また、発光部分は、その内周と外周との間の距離、つまり発光部分の幅を２５μｍ以上とし、かつ前記距離の最大値と最小値との比を１．４倍以下とするのが好ましい。
【００３８】
円環状の発光部分は、その内周の半径を表面側電極の外周の半径の１．３〜１．７倍とするのが好ましい。１．３倍未満の場合、表面側電極を形成する際に、高度なアライメント技術が必要となり生産効率が低下する。１．７倍より大きい場合、発光に寄与しない面積が大きくなり、その結果、素子面積が大きくなるため、ウェハの単位面積当りに取れる素子数が減少する。
【００３９】
環状の発光部分の幅が、実質的に一定であることが好ましい。この場合、駆動電流がさらに均一に発光層に注入されるからである。
【００４０】
環状の発光部分の幅は、上述のごとく２５μm以上であることが好ましいが、さらに２５μｍ以上で４０μｍ以下であることがより好ましい。２５μｍ未満の場合、エッチングムラが発生する恐れがあり、不具合の原因となる。４０μｍより大きい場合、発光部分内で電流密度にばらつきが生じ、光度が低下するおそれがある。
【００４１】
発光部分（環状開口）の外側輪郭（外側境界線または外周）が、半導体基板の外側輪郭から２０μｍ以上離れていることが好ましく、１５μｍ以上で４０μｍ以下離れていることがより好ましい。１５μｍ未満の場合、チップ分割時に環状開口を通って切断する可能性が高くなり生産効率が低下する。４０μｍより大きい場合、発光に寄与しない面積が大きくなり、その結果、素子面積が大きくなるため、ウェハの単位面積当りに取れる素子数が減少するおそれがある。
【００４２】
表面側電極に接続されたボンディングワイヤをさらに備えていてもよい。表面側電極は、電流阻止層の中央領域に向き合って形成されるので、電流阻止層の外側領域などの半導体発光素子周辺部にワイヤーボンディングエリアを設ける必要がなく、素子サイズを小さくすることができる。
【実施例１】
【００４３】
図１は、本発明の実施例１を示す。実施例１の半導体発光素子１は、ＡｕＧｅからなるｎ型電極２を有するｎ型ＧａＡｓ基板３と、ｎ型ＧａＡｓ基板３上に順次形成されたｎ型ＡｌＩｎＰ下クラッド層４ａ、ＡｌＧａＩｎＰ活性層５およびｐ型ＡｌＩｎＰ上クラッド層４ｂからなる発光層としての発光領域層６と、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ電流拡散層９と、光取出側電極（半導体基板の表面側電極）としてのＡｕＺｎからなるｐ型電極１０とをこの順に備え、電流拡散層９内には発光領域層６側に発光を制限するために部分的に形成されたｎ型ＧａＰ電流阻止層８を備えている。この電流阻止層８は、中央領域部分８ａと、この中央領域部分から電流拡散層９の領域部分を介して取り囲む外側領域部分９ｂとからなり、光取出側面で得られる発光部分７を環状とする。
ｐ型電極１０は、ｎ型ＧａＰ電流阻止層８の中央領域部分８ａに対向して設けられ、ボンディングワイヤ１１が、ｐ型電極１０に接続された。
【００４４】
各層の厚さ、組成、及び、キャリア濃度は、以下に示されるように設定された。ｎ型ＧａＡｓ基板３（１３０μｍ、３×１０18ｃｍ-3）、ｎ型ＡｌＩｎＰ下クラッド層４ａ（１μｍ、Ａｌ0.5Ｉｎ0.5Ｐ，５．０×１０17ｃｍ-3）、ＡｌＧａＩｎＰ活性層５（０．５μｍ、（Ａｌ0.05Ｇａ0.95）0.5Ｉｎ0.5Ｐ，アンドープ）、ｐ型ＡｌＩｎＰ上クラッド層４ｂ（１μｍ、Ａｌ0.5Ｉｎ0.5Ｐ，５．０×１０17ｃｍ-3）、ｎ型ＧａＰ電流阻止層８（０．３μｍ、ＧａＰ、１．０×１０18ｃｍ-3）、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ電流拡散層９（７μｍ、Ａｌ0.01Ｇａ0.98Ｉｎ0.01Ｐ、１．０×１０18ｃｍ-3）とした。ｎ型の不純物には、Ｓｉを用い、ｐ型の不純物にはＺｎを用いた。
【００４５】
また、ｎ型ＧａＡｓ基板３の外形は２８０μｍ×２８０μｍであり、ｎ型電極２は、ｎ型ＧａＡｓ基板３の裏面全体に形成され、ｐ型電極１０は、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ電流拡散層９上のほぼ中央に半径５０μｍの円形に形成された。
【００４６】
次に、実施例１の半導体発光素子の製造方法について図１を用いて説明する。各層の厚さ、組成、及び、キャリア濃度は、上述したものと同様である。
【００４７】
まず、ｎ型ＧａＡｓ基板３上に、ＭＯＣＶＤ装置を用いて、気相エピタキシャル成長によりｎ型ＡｌＩｎＰクラッド層４ａ、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ活性層（発光層）５およびｐ型ＡｌＩｎＰクラッド層４ｂからなる発光領域層６、ｎ型ＧａＰ電流阻止層８をこの順に形成した。この成長完了後、一旦ＭＯＣＤＶ装置から多層膜が形成されたｎ型ＧａＡｓ基板３を取り出した。
【００４８】
次に、フォトリソグラフィー及びエッチング技術により、ｎ型ＧａＰ電流阻止層８に、上述の発光部分７を形成するための環状開口を形成した。つまり、電流阻止層８を、その中央領域部分８ａと、この中央領域部分から環状開口を介して取り囲む外側領域部分８ｂとで構成した。エッチングには、硫酸系エッチング液を用いた。その後レジストを除去し、この多層膜が形成されたｎ型ＧａＡｓ基板３に対しＭＯＣＶＤ装置を用い、気相エピタキシャル成長により、環状開口内を含めて電流阻止層８上にｐ型ＡｌＧａＩｎＰ電流拡散層９を形成した。
【００４９】
さらに、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ電流拡散層９の上に、半径５０μｍの円形のＡｕＺｎからなるｐ型電極１０を形成し、ｎ型ＧａＡｓ基板３を１３０μｍの厚みに加工し、その後ｎ型ＧａＡｓ基板３の裏面にＡｕＧｅからなるｎ型電極２を形成し、熱処理を行い、半導体発光素子を製造した。また、さらにこの後、ｐ型電極１０にボンディングワイヤ１１を接続した。
【００５０】
ここで、発光部分７の外周半径と電極１０の外周半径との差を、電流拡散層９の層厚に対する倍数として変化させた場合の光度の変化を調べる。
まず、発光部分７、つまり環状開口の内側輪郭（内周または内側境界線）７ａによる円を半径８０μｍで固定し、外側輪郭（外周または外側境界線）７ｂによる円の大きさを変化させることにより、幅が異なる４つのタイプの発光部分（環状開口）及び形状が異なる１つのタイプの発光部分（環状開口）を有する半導体発光素子をそれぞれ形成した。具体的には、発光部分７の外周半径と電極１０の外周半径との差を、電流拡散層９の層厚に対する倍数を７．１倍、９．３倍、１０．７倍、１２．１倍として４つのタイプの発光部分を形成した。
かくして、図３のごとく、半導体発光素子の光取出側面で、発光しない電流阻止層の中央領域部分８ａと外側領域部分８ｂとで取り囲まれた領域Ｎ（環状開口７の領域）に、環状の発光部分Ｌが得られる。なお、１０は中央領域部分に対向させた光取出側電極である。
【００５１】
さらに、図４に示すように、発光部分（環状開口）の外周（外側境界線）７ｂを正方形の角を円弧状に丸めた擬リング形状に形成した。この正方形の辺と電極１０の外周半径との差を、電流拡散層９の層厚に対して７．８倍として四隅の角を環状の外側の円とp型電極の半径との差が電流拡散層９の層厚に対して１０．７倍になるように面取りした。
【００５２】
この５つのタイプの開口を有する半導体発光素子にそれぞれ２０ｍＡの電流を流し、その光度を測定した。図５のごとく、半導体発光素子の光取出側面で、発光しない電流阻止層の中央領域部分８ａと外側領域部分８ｂとで取り囲まれた領域Ｎ（環状開口７の領域）に、環状の発光部分Ｌが得られる。なお、１０は中央領域部分７ａに対向させた光取出側電極である。
また、図８に示す外周部に電流阻止層を有しない従来のタイプの半導体発光素子についても、外周部に電流阻止層を有しないという点を除いて同じ条件で製造し、同じ条件で光度を測定した。
【００５３】
図６に、この測定の結果を示す。図６の横軸は、p型電流拡散層の層厚に対する発光部の幅（Ｗ）の倍数を示し、縦軸は、従来技術の半導体発光素子の光度に対する、本発明の半導体発光素子の光度の相対値である。発光部分７の外周半径と電極１０の外周半径との差が、電流拡散層９の層厚に対して７．１倍のもので約１．２倍、９．３倍のもので約１．３倍、１０．７倍のもので約１．２５倍、１２．１倍のもので約１．０５倍、また擬リング形状のもので約１．２５倍の光度向上がそれぞれ確認された。結局、電流拡散層９の層厚に対して７．１倍〜１０．７倍であるとき、電流密度が十分に大きく、従来のものよりも大きく光度が向上すること（例えば１３％アップ）が確認された。
【００５４】
なお、擬リング形状でも光度向上が確認され、擬リング形状部を形成する幅が２５μｍ以上、好ましくは２５μｍ〜３５μｍ以下の範囲では、均一に発光し、光度が向上することが確認された。
さらに、図７において、横軸は、発光部分（環状開口）の幅の最大値（Ｗ２）と最小値（Ｗ１）との比を示し、縦軸は、従来技術の半導体発光素子の光度に対する、本発明の半導体発光素子の光度の相対値を示す。発光部分の幅の最大値（Ｗ２）と最小値（Ｗ１）との比が１．６、１．８では、光度相対値はそれぞれ１．０５、１．００であるが、発光部分の幅の最大値（Ｗ２）と最小値（Ｗ１）との比が１．０，１．２，１．４では、光度相対値はそれぞれ１．２４，１．２３，１．２５であった。結局、擬リング形状部を形成する幅（発光部の内周と外周の距離）が２５μｍ以上で、かつその幅の最大値と最小値との比が１．４倍以下で、約１．２倍の光度向上が確認された。
【００５５】
本実施例では、ＡｌＧａＩｎＰ系の半導体発光素子を用いたが、本発明は、半導体発光素子の構造に関するものであるため、ＧａＡｌＡｓ系、ＧａＮ系などの半導体発光素子を用いても同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の実施例１の半導体発光素子の概略構造を示す平面図である。
【図２】図１の断面図である。
【図３】図１の半導体発光素子上面の発光状態説明図である。
【図４】本発明の他の実施例の半導体発光素子の概略構造を示す平面図である。
【図５】図４の半導体発光素子上面の発光状態説明図である。
【図６】本発明の半導体発光素子の発光部分（環状開口）の幅と、従来の半導体発光素子に対する光度相対値との関係を示すグラフである。
【図７】本発明の半導体発光素子の発光部分（環状開口）の幅の最大値と最小値との比と、従来の半導体発光素子に対する光度相対値との関係を示すグラフである。
【図８】従来の半導体発光素子の概略構造を示す平面図である。
【図９】図８の断面図である。
【図１０】図８の半導体発光素子上面の発光状態説明図である。
【図１１】従来の他の半導体発光素子の概略構造を示す平面図である。
【図１２】図１１の断面図である。
【図１３】図１１の半導体発光素子上面の発光状態説明図である。
【符号の説明】
【００５７】
１    半導体発光素子
２    ＡｕＧｅからなるｎ型電極２
３    ｎ型ＧａＡｓ基板
４ａ  ｎ型ＡｌＩｎＰ下クラッド層
４ｂ  ｐ型ＡｌＩｎＰ上クラッド層
５    ＡｌＧａＩｎＰ活性層
６    発光領域層（発光層）
７    発光部分（環状開口）
７ａ  発光部分７の内側輪郭（内周または内側境界線）
７ｂ  発光部分（環状開口）７の外側輪郭（外周または外側境界線）
８    ｎ型ＧａＰ電流阻止層
８ａ  発光部分７の内周７ａにより形成される電流阻止層８の領域
９    ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ電流拡散層
１０  ＡｕＺｎからなるｐ型電極
１１  ボンディングワイヤ
ｗ    発光部分７の外周７ｂと内周７ａとの間の幅
ｗ１  正方形の辺と内周７ａとの間の幅
ｗ２  円弧状の角部と内周７ａとの間の幅
２１，４１  半導体発光素子
２２，３０、４２、５０  電極
２３，４３  基板
２４ａ，４４ａ  下クラッド層
２４ｂ、４４ｂ  上クラッド層
２５，４５  活性層
２６，４６  発光領域層
２７，４７  発光部
２８，４８  電流阻止層
２９、４９  電流拡散層
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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