(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板の第１導電型の半導体層に基板上面から第２導電型の不純物を選択的に拡散することによりｐｎ接合を有する発光素子を形成した半導体発光装置において、
第１の半導体層の上に第１の半導体層よりもエネルギバンドギャップの大きい第２の半導体層を積層した第１導電型の半導体層を有する半導体基板と、
基板上面から前記第１の半導体層の内部までの基板領域に形成された第１の拡散領域と、
前記第１の拡散領域に連結しており、基板上面から前記第２の半導体層の内部までの基板領域に形成された第２の拡散領域と、
前記半導体基板の第１導電型領域にコンタクトする第１導電側電極と、
前記第１の拡散領域の上を除く基板上面側に設けられ、前記第２の拡散領域にコンタクトする第２導電側電極と
を備え、前記第１および第２の拡散領域により基板表面付近に形成された横方向拡散フロントが、エッチング除去されていることを特徴とする半導体発光装置。
【請求項２】
半導体基板の第１導電型の半導体層に基板上面から第２導電型の不純物を選択的に拡散することによりｐｎ接合を有する発光素子を形成した半導体発光装置において、
第１の半導体層の上に第１の半導体層よりもエネルギバンドギャップの大きい第２の半導体層を積層した第１導電型の半導体層を有する半導体基板と、
基板上面から前記第１の半導体層の内部までの基板領域に形成された第１の拡散領域と、
前記第１の拡散領域に連結しており、基板上面から前記第２の半導体層の内部までの基板領域に形成された第２の拡散領域と、
前記半導体基板の第１導電型領域にコンタクトする第１導電側電極と、
前記第１の拡散領域の上を除く基板上面側に設けられ、前記第２の拡散領域にコンタクトする第２導電側電極と
を備え、前記半導体基板が、前記第２の半導体層の上の基板最上層に、電極とオーミックコンタクトを形成するためのコンタクト半導体層を有し、前記第２導電側電極が、前記コンタクト半導体層に形成された、前記第２の拡散領域内の第２導電型コンタクト半導体領域にコンタクトし、前記第１および第２の拡散領域により前記コンタクト半導体層内に形成された横方向拡散フロントが、エッチング除去されていることを特徴とする半導体発光装置。
【請求項３】
半導体基板の第１導電型の半導体層に基板上面から第２導電型の不純物を選択的に拡散することによりｐｎ接合を有する発光素子を形成した半導体発光装置において、
第１の半導体層の上に第１の半導体層よりもエネルギバンドギャップの大きい第２の半導体層を積層した第１導電型の半導体層を有する半導体基板と、
基板上面から前記第１の半導体層の内部までの基板領域に形成された第１の拡散領域と、
前記第１の拡散領域に連結しており、基板上面から前記第２の半導体層の内部までの基板領域に形成された第２の拡散領域と、
前記半導体基板の第１導電型領域にコンタクトする第１導電側電極と、
前記第１の拡散領域の上を除く基板上面側に設けられ、前記第２の拡散領域にコンタクトする第２導電側電極と
を備え、前記半導体基板が、前記第２の半導体層の上の基板最上層に、電極とオーミックコンタクトを形成するためのコンタクト半導体層を有し、前記第２導電側電極が、前記コンタクト半導体層に形成された、前記第２の拡散領域内の第２導電型コンタクト半導体領域にコンタクトし、前記第１および第２の拡散領域により、前記コンタクト半導体層内に形成された横方向拡散フロント、および前記第１の半導体層内の前記コンタクト半導体層との界面近傍の層領域に形成された横方向拡散フロントが、エッチング除去されていることを特徴とする半導体発光装置。
【請求項４】
半導体基板の第１導電型の半導体層に基板上面から第２導電型の不純物を選択的に拡散することによりｐｎ接合を有する発光素子を形成した半導体発光装置において、
第１の半導体層の上に第１の半導体層よりもエネルギバンドギャップの大きい第２の半導体層を積層した第１導電型の半導体層を有し、この第１導電型の半導体層の上の基板最上層に電極とオーミックコンタクトを形成するためのコンタクト半導体層を設けた半導体基板と、
基板上面から前記第１の半導体層の内部までの基板領域に形成された第２導電型拡散領域と、
前記半導体基板の第１導電型領域にコンタクトする第１導電側電極と、
基板上面側に設けられ、前記第２導電型拡散領域の前記コンタクト半導体層に形成された領域である第２導電型コンタクト半導体領域にコンタクトする第２導電側電極と
を備え、
前記第２導電型拡散領域の部分表面領域であり、前記第２導電側電極に全面的に被覆され、前記第２導電側電極とオーミックコンタクトを形成する電極コンタクト領域内を除き、前記第２導電型コンタクト半導体領域が、エッチング除去され、更に前記第２導電型拡散領域により前記コンタクト半導体層内に形成された横方向拡散フロントが、エッチング除去されていることを特徴とする半導体発光装置。
【請求項５】
半導体基板の第１導電型の半導体層に基板上面から第２導電型の不純物を選択的に拡散することによりｐｎ接合を有する発光素子を形成した半導体発光装置において、
第１の半導体層の上に第１の半導体層よりもエネルギバンドギャップの大きい第２の半導体層を積層した第１導電型の半導体層を有し、この第１導電型の半導体層の上の基板最上層に電極とオーミックコンタクトを形成するためのコンタクト半導体層を設けた半導体基板と、
基板上面から前記第１の半導体層の内部までの基板領域に形成された第２導電型拡散領域と、
前記半導体基板の第１導電型領域にコンタクトする第１導電側電極と、
基板上面側に設けられ、前記第２導電型拡散領域の前記コンタクト半導体層に形成された領域である第２導電型コンタクト半導体領域にコンタクトする第２導電側電極と
を備え、
前記第２導電型拡散領域の部分表面領域であり、前記第２導電側電極に全面的に被覆され、前記第２導電側電極とオーミックコンタクトを形成する電極コンタクト領域内を除き、前記第２導電型コンタクト半導体領域が、エッチング除去され、更に前記第２導電型拡散領域により、前記コンタクト半導体層内に形成された横方向拡散フロント、および前記第１の半導体層内の前記コンタクト半導体層との界面近傍の層領域に形成された横方向拡散フロントが、エッチング除去されていることを特徴とする半導体発光装置。
【請求項６】
半導体基板の第１導電型の半導体層に基板上面から第２導電型の不純物を選択的に拡散することによりｐｎ接合を有する発光素子を形成した半導体発光装置において、
第１の半導体層の上に第１の半導体層よりもエネルギバンドギャップの大きい第２の半導体層を積層した第１導電型の半導体層を有する半導体基板と、
基板上面から前記第１の半導体層の内部までの基板領域に形成された第１の拡散領域と、
前記第１の拡散領域に連結しており、基板上面から前記第２の半導体層の内部までの基板領域に形成された第２の拡散領域と、
前記半導体基板の第１導電型領域にコンタクトする第１導電側電極と、
前記第１の拡散領域の上を除く基板上面側に設けられ、前記第２の拡散領域にコンタクトする第２導電側電極と
を備え、前記半導体基板が、前記第２の半導体層の上の基板最上層に、電極とオーミックコンタクトを形成するためのコンタクト半導体層を有し、前記第２導電側電極が、前記コンタクト半導体層に形成された、前記第２の拡散領域内の第２導電型コンタクト半導体領域にコンタクトし、
前記コンタクト半導体層が、第１導電型または半絶縁性のＧａＡｓ層であり、前記第１の半導体層および前記第２の半導体層が、Ａｌ組成比の異なるＡｌＧａＡｓ層であることを特徴とする半導体発光装置。
【請求項７】
半導体基板の第１導電型の半導体層に基板上面から第２導電型の不純物を選択的に拡散することによりｐｎ接合を有する発光素子を形成した半導体発光装置において、
第１の半導体層の上に第１の半導体層よりもエネルギバンドギャップの大きい第２の半導体層を積層した第１導電型の半導体層を有し、この第１導電型の半導体層の上の基板最上層に電極とオーミックコンタクトを形成するためのコンタクト半導体層を設けた半導体基板と、
基板上面から前記第１の半導体層の内部までの基板領域に形成された第２導電型拡散領域と、
前記半導体基板の第１導電型領域にコンタクトする第１導電側電極と、
基板上面側に設けられ、前記第２導電型拡散領域の前記コンタクト半導体層に形成された領域である第２導電型コンタクト半導体領域にコンタクトする第２導電側電極と
を備え、
前記第２導電型拡散領域の部分表面領域であり、前記第２導電側電極に全面的に被覆され、前記第２導電側電極とオーミックコンタクトを形成する電極コンタクト領域内を除き、前記第２導電型コンタクト半導体領域が、エッチング除去され、
前記コンタクト半導体層が、第１導電型または半絶縁性のＧａＡｓ層であり、前記第１の半導体層および前記第２の半導体層が、Ａｌ組成比の異なるＡｌＧａＡｓ層であることを特徴とする半導体発光装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ｐｎ接合を有する発光ダイオード（Light Emitting Diode：ＬＥＤ）等の発光素子を半導体基板に形成した半導体発光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図３４は従来の半導体発光装置のＬＥＤ構造を示す断面図である。図３４のＬＥＤは、ｎ型のＧａＡｓ基板３１の上に、ｎ型のＧａＡｓＰ層３２をエピタキシャル成長させた半導体基板３０を用い、亜鉛（Ｚｎ）を選択的に拡散することによりＧａＡｓＰ層３２にＺｎ拡散領域（ｐ型拡散領域）３３を形成し、層間絶縁膜３４の開口部においてｐ型拡散領域３３にコンタクトするｐ側電極３５と、ＧａＡｓ基板３１にコンタクトするｎ側電極３６とを設けたものである。また、ｎ型半導体層の上の基板最上層に、ｐ側電極をｐ型拡散領域に確実にオーミックコンタクトさせるためのコンタクト半導体層を設けた半導体基板を用いたものもある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来のＬＥＤ構造では、拡散領域表面に電極が形成されており、電極は発生した光を遮蔽してしまうため、電極形成領域直下のｐｎ接合付近で発生した光を外部に取り出すことができず、つまり電極の拡散領域表面被覆率に制限され、光取り出し効率を高くすることができないという問題があった。特に、拡散領域のシート抵抗が小さい場合には電極直下の領域の発光が主になり、光取り出し効率が極端に小さくなってしまうことがあった。また、特にＬＥＤを高密度に集積するための拡散領域表面の面積が小さくなる場合（例えば１２００［ｄｐｉ］のＬＥＤアレイの場合）には、光取り出し効率が電極の拡散領域被覆率に制限されてまうことがあった。
【０００４】
また、上記の被覆率を下げて光取り出し効率を上昇するために、コンタクト面積を極端に小さくすると、コンタクト抵抗が大きくなり、ＬＥＤの駆動ができないという問題があった。さらに、コンタクト面積が小さい場合には、製造上コンタクト面積のばらつきが大きくなり、多数のＬＥＤを配列したＬＥＤアレイなどでは、チップ内のＬＥＤの特性ばらつきが大きくなるという問題もあった。
【０００５】
また、基板最上層に電極とオーミックコンタクトを形成するための半導体層を設けた場合は、最上層の半導体層が発生した光に対し吸収層となり、発光効率を高くすることができないという問題があった。
【０００６】
本発明は、このような従来の問題を解決するものであり、発光効率の高い発光素子構造を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために本発明の半導体発光装置は、半導体基板の第１導電型の半導体層に基板上面から第２導電型の不純物を選択的に拡散することによりｐｎ接合を有する発光素子を形成した半導体発光装置において、第１の半導体層の上に第１の半導体層よりもエネルギバンドギャップの大きい第２の半導体層を積層した第１導電型の半導体層を有する半導体基板と、基板上面から前記第１の半導体層の内部までの基板領域に形成された第１の拡散領域と、前記第１の拡散領域に連結しており、基板上面から前記第２の半導体層の内部までの基板領域に形成された第２の拡散領域と、前記半導体基板の第１導電型領域にコンタクトする第１導電側電極と、前記第１の拡散領域の上を除く基板上面側に設けられ、前記第２の拡散領域にコンタクトする第２導電側電極とを備え、前記第１および第２の拡散領域により基板表面付近に形成された横方向拡散フロントが、エッチング除去されていることを特徴とするものである。
【０００８】
また、本発明の別の半導体発光装置は、半導体基板の第１導電型の半導体層に基板上面から第２導電型の不純物を選択的に拡散することによりｐｎ接合を有する発光素子を形成した半導体発光装置において、第１の半導体層の上に第１の半導体層よりもエネルギバンドギャップの大きい第２の半導体層を積層した第１導電型の半導体層を有し、この第１導電型の半導体層の上の基板最上層に電極とオーミックコンタクトを形成するためのコンタクト半導体層を設けた半導体基板と、基板上面から前記第１の半導体層の内部までの基板領域に形成された第２導電型拡散領域と、前記半導体基板の第１導電型領域にコンタクトする第１導電側電極と、基板上面側に設けられ、前記第２導電型拡散領域の前記コンタクト半導体層に形成された領域である第２導電型コンタクト半導体領域にコンタクトする第２導電側電極とを備え、前記第２導電型拡散領域の部分表面領域であり、前記第２導電側電極に全面的に被覆され、前記第２導電側電極とオーミックコンタクトを形成する電極コンタクト領域内を除き、前記第２導電型コンタクト半導体領域が、エッチング除去され、更に前記第２導電型拡散領域により前記コンタクト半導体層内に形成された横方向拡散フロントが、エッチング除去されていることを特徴とするものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
第１の実施形態
図１および図２は本発明の第１の実施形態の半導体発光装置１の構造を示す断面図である。また、図３は本発明の第１の実施形態の半導体発光装置１の構造を示す上面図である。図１は図３におけるＡ−Ａ’間の断面図であり、図２は図３におけるＢ−Ｂ’間の断面図である。なお、図１ないし図３の半導体発光装置１は、半導体基板１００に複数のＬＥＤを一列に形成したＬＥＤアレイであるが、半導体基板に１個のＬＥＤを形成したものであっても良い。
【００１０】
半導体発光装置１は、半導体基板１００と、層間絶縁膜１０７と、ｐ側電極１０８と、ｎ側電極１０９と、半導体基板１００に形成された第１の拡散領域１１０Ａおよび第２の拡散領域１１０Ｂからなるｐ型拡散領域１１０と、半導体基板１００に形成されたエッチング領域１２０とを備えている。
【００１１】
半導体発光装置１は、ｎ型半導体層を有する半導体基板１００に、選択的にｐ型拡散領域１１０を形成した構造である。拡散領域形成前の半導体基板１００は、ｎ型ＧａＡｓ基板１０１の上に、ｎ型ＧａＡｓバッファー層１０２を設け、その上にｎ型Ａｌz Ｇａ1-z Ａｓ層（ただし１≧ｚ＞０）１０３、ｎ型のＡｌy Ｇａ1-y Ａｓ層（ただし１＞ｙ≧０）１０４、ｎ型のＡｌx Ｇａ1-x Ａｓ層（ただし１≧ｘ＞０）１０５からなる積層構造のＡｌＧａＡｓ層１１４を設け、最上層に電極とオーミックコンタクトを形成するための半絶縁性のＧａＡｓ層１０６を設けた構造である。ｎ型ＧａＡｓバッファー層１０２、Ａｌz Ｇａ1-z Ａｓ層１０３、Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０４、Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ層１０５、およびＧａＡｓ層１０６は、ここでは半導体エピタキシャル層である。Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０４は、発光層となる半導体層である。また、Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０４の下層および上層となるＡｌz Ｇａ1-z Ａｓ層１０３およびＡｌx Ｇａ1-x Ａｓ層１０５は、クラッド層となる半導体層であり、Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０４内のｐｎ接合を介して注入されたキャリアをＡｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０４内に閉じ込め、キャリアの再結合効率を向上させるために設けられたものである。
【００１２】
なお、本発明において半絶縁性とは、真性またはノンドープの意である。半導体材料によっては、ノンドープでエピタキシャル層等を作製した場合に、真性半導体にならずに、不純物濃度の薄いｎ型あるいは不純物濃度の薄いｐ型の半導体になることがある。しかし本発明では、ノンドープで比抵抗が１０7 ［Ω・ｃｍ］以上となる半導体も半絶縁性半導体と呼ぶ。
【００１３】
Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ層１０５、Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０４、Ａｌz Ｇａ1-z Ａｓ層１０３の各Ａｌ組成比ｘ，ｙ，ｚは、
ｘ＞ｙ、ｚ＞ｙ
となるようにしてある。従って、Ａｌz Ｇａ1-z Ａｓ層１０３、Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０４、Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ層１０５のエネルギバンドギャップをそれぞれＥｇ（１０３），Ｅｇ（１０４），Ｅｇ（１０５）とすると、
Ｅｇ（１０３）＞Ｅｇ（１０４）、Ｅｇ（１０５）＞Ｅｇ（１０４）
である。
【００１４】
さらに、Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０４内のｐｎ接合を介して注入されたキャリアを、Ａｌz Ｇａ1-z Ａｓ層１０３とＡｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０４とのエネルギ障壁、およびＡｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０４とＡｌx Ｇａ1-x Ａｓ層１０５とのエネルギ障壁により、Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０４内に閉じ込め、キャリアの再結合効率を向上させるために、Ｅｇ（１０３）およびＥｇ（１０５）が、それぞれＥｇ（１０４）よりも、約０．３［ｅＶ］大きくなるようにしてある。Ｅｇ（１０３）とＥｇ（１０４）の差、およびＥｇ（１０４）とＥｇ（１０５）が、それぞれ約０．３［ｅＶ］となるように、ここでは、ｘ＝ｚ＝０．４、ｙ＝０．１５とする。
【００１５】
ｐ型拡散領域１１０は、固相拡散法あるいは気相拡散法を用い、ｐ型不純物であるＺｎを半導体基板１００の表面から選択的に拡散させることにより、半絶縁性のＧａＡｓ層１０６内およびＡｌＧａＡｓ層１１４内に形成される。ｐ型拡散領域１１０は、第１の拡散領域１１０Ａと、第１の拡散領域１１０Ａに電気的に連結している第２拡散領域１１０Ｂとにより構成される。また、ｐ型拡散領域１１０は、ＧａＡｓ層１０６内のＺｎ拡散領域であるｐ型ＧａＡｓ領域１１０ａと、Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ層１０５内のＺｎ拡散領域であるｐ型Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ領域１１０ｂと、Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０４内のＺｎ拡散領域であるｐ型Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ領域１１０ｃとにより構成される。
【００１６】
ｐ型拡散領域１１０を形成することにより、半絶縁性のＧａＡｓ層１０６には、ｐ型ＧａＡｓ領域１１０ａと、これ以外の領域である半絶縁性ＧａＡｓ領域１０６ａとが混在することになる。また、Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ層１０５には、ｐ型Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ領域１１０ｂと、これ以外の領域であるｎ型Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ領域とが混在することになる。また、Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０４には、ｐ型Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ領域１１０ｃと、これ以外の領域であるｎ型Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ領域とが混在することになる。また、ｐ型拡散領域１１０の拡散フロント１３０は、半絶縁性のＧａＡｓ層１０６内およびＡｌＧａＡｓ層１１４内に形成されるが、拡散フロント１３０によるｐｎ接合は、半絶縁性のＧａＡｓ層１０６内には形成されず、ＡｌＧａＡｓ層１１４内だけに形成される。
【００１７】
第１の拡散領域１１０Ａは、エッチング領域１２０の形成前には、ＧａＡｓ層１０６内、Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ層１０５内、およびＡｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０４内に形成されており、ｐ型ＧａＡｓ領域１１０ａと、ｐ型Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ領域１１０ｂと、ｐ型Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ領域１１０ｃとにより構成される。また、第２の拡散領域１１０Ｂは、ＧａＡｓ層１０６内およびＡｌx Ｇａ1-x Ａｓ層１０５内に形成されており、ｐ型ＧａＡｓ領域１１０ａと、ｐ型Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ領域１１０ｂとにより構成される。
【００１８】
ｐ型拡散領域１１０の拡散フロント１３０は、第１の拡散領域１１０Ａの拡散フロント（第１の拡散フロント）１３０Ａと、第２の拡散領域１１０Ｂの拡散フロント（第２の拡散フロント）１３０Ｂからなる。第１の拡散フロント１３０Ａおよび第２の拡散フロント１３０Ｂは、それぞれ、半導体基板１００の積層面に対し略水平行な部分である深さ方向拡散フロントと、深さ方向拡散フロント以外の横方向拡散フロントからなる。第１の拡散フロント１３０Ａの深さ方向拡散フロントは、Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０４の内部にある。また、第２の拡散フロント１３０Ｂの深さ方向拡散フロントは、Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ層１０５の内部にある。
【００１９】
固相拡散工程または気相拡散工程において、基板表面のｐ型拡散領域１１０の形成領域を除く領域に拡散マスク膜を形成し、さらに第２の拡散領域１１０ｂの形成領域に拡散制御膜を形成し、第１の拡散領域１１０ａの形成領域では直接的に基板中にＺｎを拡散させ、第２の拡散領域１１０ｂの形成領域では上記の拡散制御膜を介して基板中にＺｎを拡散させることにより、深さが異なり、電気的に連結した第１の拡散領域１１０ａおよび第２の拡散領域１１０ｂを半導体基板１００に選択的に形成することができる。
【００２０】
半導体発光装置１は、第１の拡散領域１１０Ａ表面のｐ型ＧａＡｓ領域１１０ａをエッチング除去した構造である。また、基板表面付近に形成された拡散フロント１３０（ＧａＡｓ層１０６内の横方向拡散フロントおよびＧａＡｓ層１０６とＡｌx Ｇａ1-x Ａｓ層１０５の界面近傍の横方向拡散フロント）をエッチング除去した構造である。ｐ型拡散領域１１０の形成が済んだ半導体基板１００の表面に、ドライエッチング法あるいはウエットエッチング法を用い、エッチング領域１２０を形成することにより、第１の拡散領域１１０Ａ内のｐ型ＧａＡｓ領域１１０ａ、およびｐ型Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ領域１１０ｂ内のｐ型ＧａＡｓ領域１１０ａとの界面近傍領域を除去する。また、ＧａＡｓ層１０６内、およびＡｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０５内のＧａＡｓ層１０６との界面近傍に形成された拡散フロント１３０を除去する。エッチング領域１２０は、基板表面（ＧａＡｓ層１０６の上面）からＡｌx Ｇａ1-x Ａｓ層１０５の上記界面近傍の層領域に至るように形成される。
【００２１】
エッチング領域１２０を形成したことにより、第１の拡散領域１１０Ａ表面のｐ型ＧａＡｓ領域１１０ａは、全面的に除去される。これにより、第１の拡散領域１１０Ａは、ｐ型Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ領域１１０ｂと、ｐ型Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ領域１１０ｃとにより構成されるようになる。また、ｐ側ＧａＡｓ領域１１０ａは、第２の拡散領域１１０Ｂ表面のみに残る。
【００２２】
また、エッチング領域１２０を形成したことにより、ＧａＡｓ層１０６の上面からＡｌx Ｇａ1-x Ａｓ層１０５の上記界面近傍の層領域までの拡散フロント１３０Ａおよび１３０Ｂが除去される。これにより、第２の拡散領域１１０Ｂ内に残ったｐ型ＧａＡｓ領域１１０ａと半絶縁性ＧａＡｓ領域１０６ａとは、ｐ型ＧａＡｓ領域１１０ａを取り囲むように形成されたエッチング領域１２０により空間的に分離される。また、第１の拡散フロント１３０Ａおよびこの第１の拡散フロント１３０Ａによるｐｎ接合は、Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ層１０５およびＡｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０４の内部だけに残る。また、第２の拡散フロント１３０Ｂおよびこの第２の拡散フロント１３０Ｂによるｐｎ接合は、Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ層１０５の内部だけに残る。
【００２３】
エッチング領域１２０が形成された半導体基板１００の表面上には、層間絶縁膜１０７が形成される。この層間絶縁膜１０７は、少なくとも電極形成予定領域の半絶縁性ＧａＡｓ領域１０６ａおよびエッチング領域１２０を被覆している。層間絶縁膜１０７としては、例えば、ＳｉＮ膜が形成されている。
【００２４】
半導体基板１００の表面（上面）側の第２の拡散領域１１０Ｂ上および層間絶縁膜１０７上には、第２の拡散領域１１０Ｂ表面のｐ型ＧａＡｓ領域１１０ａにオーミックコンタクトするｐ側電極１０８が形成される。第１の拡散領域１１０Ａ上には、電極は形成されない。ｐ側電極１０８としては、例えば、Ａｌからなる電極が形成される。ｐ側電極１０８は、Ａｕを含む材料を使用することもできる。層間絶縁膜１０７は、ｐ側電極１０８がｎ型Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ領域に接触してｐ型半導体領域とｎ型半導体領域がショートしないように設けられたものである。
【００２５】
半導体基板１００の裏面（下面）側には、ｎ型ＧａＡｓ基板１０１にオーミックコンタクトするｎ側電極１０９が形成される。ｎ側電極１０９としては、例えば、Ａｕ合金からなる電極が形成されている。
【００２６】
複数のＬＥＤを半導体基板１００に形成した半導体発光装置１において、ｐ側電極１０８と、ｐ型拡散領域１１０と、ｎ型半導体領域（ｎ型ＧａＡｓ基板１０１、ｎ型ＧａＡｓバッファー層１０２、およびＡｌＧａＡｓ層１１４のｎ型ＡｌＧａＡｓ領域）と、ｎ側電極１０９とは、１個のＬＥＤを構成している。ｐ拡散領域１１０およびｐ側電極１０８は、ＬＥＤごとに個別に設けられている。また、ｎ側電極１０９およびｎ型半導体領域は、上記複数のＬＥＤに共通に設けられている。
【００２７】
次に、第１の実施形態の半導体発光装置１の動作を説明する。ｐ側電極１０８とｎ側電極１０９の間に順方向電圧を印加すると、ｐ側電極１０８から、ｐ型拡散領域１１０、ＡｌＧａＡｓ層１１４内のｐｎ接合、ｎ型半導体領域を通り、ｎ側電極１０９に順方向電流が流れる。
【００２８】
拡散フロント１３０によるｐｎ接合は、Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０４内およびＡｌx Ｇａ1-x Ａｓ層１０５内に形成されているが、Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ層１０５のエネルギバンドギャップはＡｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０４のエネルギバンドギャップよりも大きいので、順方向電流を流した場合には、Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０４内に形成されたｐｎ接合（第１の拡散フロント１３０Ａによるｐｎ接合）を通して少数キャリアが注入される。電子は、ｎ型Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ領域から、Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０４内のｐｎ接合を通して、ｐ型Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ１１０ｃに注入され、主にｐ型Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ１１０ｃ内で正孔と再結合する。また、正孔は、ｐ型Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ１１０ｃから、Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０４内のｐｎ接合を通して、ｎ型Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ領域に注入され、主にｎ型Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ領域内で電子と再結合する。従って、Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０４内のｐｎ接合付近で、注入キャリアの再結合による光が発生する。発生する光は、Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０４のエネルギバンドギャップに相当するエネルギ（波長）の光である。Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０４のバンドギャップは主にＡｌ組成比ｙにより決まるので、Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０４のＡｌ組成比ｙによって発光波長を決めることができる。Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０４で発生した光は、Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ層１０５内を透過し、第１の拡散領域１１０Ａ内のｐ型Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ領域１１０ｂ上面および第１の拡散領域１１０Ａ周辺のＡｌx Ｇａ1-x Ａｓ層１０５上面に到達し、外部に放射される。
【００２９】
なお、ｐ側電極１０８は発生した光に対し遮蔽層となる。また、ＧａＡｓ層１０６のエネルギバンドギャップは、Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０４のエネルギバンドギャップよりも小さく、従ってＡｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０４で発生した光のエネルギよりも小さいので、ＧａＡｓ層１０６は、上記の光に対し吸収層となる。ただし、ＧａＡｓ層１０６の層厚を例えば５００［Å］と薄くすれば、ＧａＡｓ層１０６内での吸収量を小さくすることが可能である。また、Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ層１０５のエネルギバンドギャップはＡｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０４のエネルギバンドギャップよりも大きく、従ってＡｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０４で発生した光のエネルギよりも大きいので、Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ層１０５は、上記の光を全く吸収せず、透過層となる。また、層間絶縁膜１０７は、発生した光に対し透過層となる。
【００３０】
以上の動作において順方向電流は、ｐ側電極１０８から第２の拡散領域１１０Ｂに供給され、第２の拡散領域１１０Ｂからこれと電気的に連結している第１の拡散領域１１０ａに流れ、Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０４内のｐｎ接合を通り、ｎ型Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ領域およびｎ型Ａｌz Ｇａ1-z Ａｓ層１０３を通り、ｎ型ＧａＡｓバッファー層１０２およびｎ型ＧａＡｓ基板１０１を通ってｎ側電極１０９に至る。
【００３１】
第２の拡散領域１１０Ｂは、ｐ側電極１０８と第１の拡散領域１１０Ａの間の電流パスとして機能し、第２の拡散フロント１３０Ｂによるｐｎ接合には、順方向電流がほとんど流れない（このｐｎ接合付近では光はほとんど発生しない）。
【００３２】
第１の拡散領域１１０Ａは、発光源を構成する拡散領域として機能し、第１の拡散フロント１３０ＡによりＡｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０４内に形成されたｐｎ接合付近が発光源となる。Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０４内で発生した光がＡｌx Ｇａ1-x Ａｓ層１０５上面から外部に取り出されるまでに通過するのは、透過層となるＡｌx Ｇａ1-x Ａｓ層１０５だけであり、発生した光を全く吸収を受けずに外部に取り出すことができるので、光の取り出し効率を高くすることができる。
【００３３】
また、発生した光に対し遮蔽層となるｐ側電極１０８は、第２の拡散領域１１０Ｂ表面に形成されており、発生した光が主に到達する第１の拡散領域１３０Ａ表面には形成されていない。従って、第１の拡散領域１１０Ａは、その全表面が発生した光を外部に放射する光取り出し領域となる。これにより、発光源を構成するｐ型拡散領域の表面に電極を形成する従来の半導体発光装置よりも、光の取り出し効率を高くすることができる。
【００３４】
また、ｎ型Ａｌz Ｇａ1-z Ａｓ層１０３およびＡｌx Ｇａ1-x Ａｓ層１０５のエネルギバンドギャップは、Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０４のエネルギバンドギャップよりも大きいので、ｐ型Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ領域１１０ｃに注入された電子は、Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ層１０５とＡｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０４の間のエネルギ障壁により、ｐ型Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ領域１１０ｂには拡散できず、ｐ型Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ領域１１０ｃ内に閉じ込められる。また、ｎ型Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ領域に注入された正孔は、Ａｌz Ｇａ1-z Ａｓ層１０３とＡｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０４の間のエネルギ障壁により、ｎ型Ａｌz Ｇａ1-z Ａｓ層１０３には拡散できず、ｎ型Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ領域内に閉じ込められる。これにより、ｐ型Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ領域１１０ｃ内の電子密度およびｎ型Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ領域内の正孔密度が高くなるので、Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０４内での発光再結合成分が増加し、ＬＥＤの発光効率を高くすることができる。
【００３５】
さらに、ＧａＡｓ層１０６内に形成された拡散フロント、およびＡｌＧａＡｓ層１１４内のＧａＡｓ層１０６との界面近傍に形成された拡散フロントを除去したことにより、基板表面付近に高電界領域が発生しないので、発光再結合効率および光の取り出し効率を高くすることができ、これによりＬＥＤの発光効率を高くすることができる。
【００３６】
拡散フロントの形状が急峻に変化する領域では、動作時に高電界が発生する。また、基板表面付近の拡散フロント、特にＧａＡｓ層１０６とＡｌx Ｇａ1-x Ａｓ層１０５の界面近傍の拡散フロントの形状は、急峻に変化している。従って、上記界面近傍の拡散フロントが除去されていない場合には、動作時に、界面近傍に高電界が発生する。この高電界により、Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ層１０５側の界面近傍層に形成されているｐｎ接合を通してキャリアが注入され、このキャリアはＧａＡｓ層１０６内またはＡｌx Ｇａ1-x Ａｓ層１０５内で再結合する（注入された電子はｐ型ＧａＡｓ領域１１０ａにも拡散する）。基板表面付近は結晶欠陥密度が高く、上記の基板表面付近での再結合はＡｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０４内での再結合よりも発光再結合効率が低いので、順方向電流の発光再結合成分が減少する。また、上記の基板表面付近でのキャリア注入および再結合は第２の拡散フロント１３０Ｂでも起こり、発生した光の一部は電極により遮蔽され、外部に取り出せず、光の取り出し効率が低下する。
【００３７】
上記界面近傍の拡散フロントを除去することにより、高電界の発生をなくし、基板表面付近でのキャリア注入成分として消費されていた順方向電流成分を低減し、Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０４内でのキャリア注入成分および再結合成分となる順方向電流成分を増加させことができるので、発光再結合効率を高くすることができる。また、基板表面付近の第２の拡散フロント１１０Ｂでの発光再結合成分を低減し、Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０４内での発生再結合成分を増加させることができるので、光の取り出し効率を高くすることができる。
【００３８】
このように第１の実施形態によれば、Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０４の上にＡｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０４よりもエネルギバンドギャップが大きいＡｌx Ｇａ1-x Ａｓ層１０５を設け、Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ層１０５の上の最上層に半絶縁性ＧａＡｓ層１０６を設けた半導体基板１００を用い、基板上面からＡｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０４の内部までの基板領域に、発光源を構成するｐ型拡散領域として機能する第１の拡散領域１１０Ａを形成し、基板上面からＡｌx Ｇａ1-x Ａｓ層１０５の内部までの基板領域に、第１の拡散領域１１０Ａに連結し、電流パスとして機能する第２の拡散領域１１０Ｂを形成し、第２の拡散領域１１０Ｂにオーミックコンタクトするｐ側電極１０８を第１の拡散領域１１０Ａの上以外の基板表面側に設けたことにより、発光源を構成する第１の拡散領域１１０Ａの表面には遮蔽層となるｐ側電極１０８が存在せず、第１の拡散領域１１０Ａの全表面が光取り出し領域となるので、電極の拡散領域被覆率に制限されることなく、発光効率を高くすることができる。また、電極コンタクト面積を大きく取れるので、ＬＥＤ間の電極コンタクト抵抗ばらつきや電極コンタクト抵抗ばらつきに起因する電気的特性ばらつきおよび発光特性ばらつきを小さくできる。
【００３９】
また、発光層となるＡｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０４の上下にクラッド層となるＡｌx Ｇａ1-x Ａｓ層１０５およびＡｌz Ｇａ1-z Ａｓ層１０３を設けたことにより、少数キャリアをＡｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０４内に閉じ込めることができるので、発光効率を高くすることができる。
【００４０】
また、第１の拡散領域１１０Ａ内のｐ型ＧａＡｓ領域１１０ａをエッチング除去したことにより、発生した光を全く吸収を受けずに外部に取り出すことができるので、発光効率を高くすることができる。
【００４１】
また、ＧａＡｓ層１０４内の拡散フロント１３０、およびＡｌx Ｇａ1-x Ａｓ層１０５内のＧａＡｓ層１０４との界面近傍の層領域の拡散フロント１３０をエッチング除去したことにより、基板表面付近に高電界領域が発生しないので、発光効率を高くすることができる。
【００４２】
なお、上記第１の実施形態では、第１の拡散領域１１０Ａのｐ型ＧａＡｓ領域１１０ａを全面的にエッチング除去するととともに、ＧａＡｓ層１０６に形成された拡散フロント１３０、およびＡｌx Ｇａ1-x Ａｓ層１０５のＧａＡｓ層１０６との界面近傍に形成された拡散フロント１３０をエッチング除去した構造であったが、上記のｐ型ＧａＡｓ領域１１０ａおよび上記の拡散フロント１３０をエッチング除去しない（エッチング領域１２０を形成しない）構造としても上記効果の内の一部の効果がある。あるいは、上記の拡散フロント１３０だけをエッチング除去し、上記のｐ型ＧａＡｓ領域１１０ａを残した構造としても良い。ただし、これらの場合には、ＧａＡｓ層１０６を薄く形成し（例えば５００［Å］以下）、ＧａＡｓ層１０６での光の吸収を小さくすることが望ましい。
【００４３】
図４は第１の実施形態の他の半導体発光装置２の構造を示す断面図である。半導体発光装置２は、ｐ型拡散領域１１０が形成された半導体基板１００に、ＧａＡｓ層１０６に形成された拡散フロント１３０、およびＡｌx Ｇａ1-x Ａｓ層１０５のＧａＡｓ層１０６との界面近傍に形成された拡散フロント１３０を除去するエッチング領域２２０を形成し、第１の拡散領域１１０Ａ表面にｐ型ＧａＡｓ領域１１０ａを残したものである。
【００４４】
また、上記第１の実施形態では、電極とオーミックコンタクトするための基板最上層のコンタクト半導体層が半絶縁性のＧａＡｓ層１０６であったが、基板最上層のＧａＡｓ層はｎ型であっても良い。
【００４５】
図５は第１の実施形態の他の半導体発光装置３の構造を示す断面図である。半導体発光装置３は、最上層にｎ型のＧａＡｓ層３０６を設けた半導体基板３００に、ｐ型拡散領域１１０およびエッチング領域１２０を形成したものである。
【００４６】
半導体発光装置３のように半導体基板の最上層をｎ型のＧａＡｓ層３０６とした場合には、ｐ型拡散領域１１０を形成すると、最上層のＧａＡｓ層３０６内にもｐｎ接合が形成される。ＧａＡｓ層３０６のエネルギバンドギャップはその下のＡｌx Ｇａ1-x Ａｓ層１０５のエネルギバンドギャップよりも小さいので、ＧａＡｓ層３０６内にｐｎ接合が形成されていると、キャリア注入は主にＧａＡｓ層３０６内のｐｎ接合を介して起こり、注入されたキャリアは主にＧａＡｓ層３０６内で再結合する（順方向電流はＧａＡｓ層３０６内の再結合成分が主になる）。最上層のＧａＡｓ層３０６では結晶欠陥密度が高く、発光再結合効率が低い。また、ＧａＡｓ層３０６内のキャリア注入および再結合は第２の拡散フロント１３０Ｂでも起こり、発生した光の一部は電極により遮蔽され、外部に取り出せない。このように、ＧａＡｓ層３０６層内にｐｎ接合が形成されていると、ＧａＡｓ層３０６層内での再結合成分が主になってしまい、ＬＥＤの発光効率は著しく低くなり、発光波長はＧａＡｓ層３０６のエネルギバンドギャップに相当する波長になってしまう。従って、半導体発光装置３のように半導体基板の最上層をｎ型のＧａＡｓ層３０６とした場合には、第１の拡散領域１１０Ａのｐ型ＧａＡｓ領域１１０ａ、およびＡｌx Ｇａ1-x Ａｓ層１０５内のＧａＡｓ層１０６との界面近傍の層領域に形成された拡散フロント１３０は除去されていなくても良いが、少なくともＧａＡｓ層３０６内に形成された拡散フロント１３０はエッチング除去されている必要がある。
【００４７】
第２の実施形態
図６および図７は本発明の第２の実施形態の半導体発光装置４の構造を示す断面図である。この半導体発光装置４の上面図は上記第１の実施形態の図３と同じであり、図６は図３におけるＡ−Ａ’間の断面図であり、図７は図３におけるＢ−Ｂ’間の断面図である。なお、図６および図７において、図１および図２と同じものには同じ符号を付してある。
【００４８】
半導体発光装置４は、半導体基板４００と、層間絶縁膜１０７と、ｐ側電極１０８と、ｎ側電極１０９と、半導体基板４００に形成された第１の拡散領域４１０Ａおよび第２の拡散領域４１０Ｂからなるｐ型拡散領域４１０と、半導体基板４００に形成されたエッチング領域４２０とを備えている。
【００４９】
半導体発光装置４は、ｎ型半導体層を有する半導体基板４００に、選択的にｐ型拡散領域４１０を形成した構造である。拡散領域形成前の半導体基板４００は、ｎ型ＧａＡｓ基板１０１の上に、ｎ型ＧａＡｓバッファー層１０２を設け、その上にｎ型Ａｌz Ｇａ1-z Ａｓ層（ただし１≧ｚ＞０）１０３、ｎ型のＡｌy Ｇａ1-y Ａｓ層（ただし０．２＞ｙ≧０）１０４、ｎ型のＡｌx Ｇａ1-x Ａｓ層（ただし０．２≧ｘ＞０）４０５からなる積層構造のＡｌＧａＡｓ層４１４を設けた構造である。つまり、図１および図２の半導体基板１００において、Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ層１０５をＡｌx Ｇａ1-x Ａｓ層４０５とし、ＧａＡｓ層１０６を設けない構造である。Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ層４０５は、電極とオーミックコンタクトを形成する半導体層であり、Ａｌの酸化により上記のオーミックコンタクト形成に影響を及ぼすことがないように、Ａｌ組成比ｘを０．２以下に小さくしたものである。このＡｌ組成比ｘは、例えばｘ＝０．２である。
【００５０】
ｐ型拡散領域４１０は、Ｚｎを半導体基板４００の表面から選択的に拡散させることにより、ｎ型のＡｌＧａＡｓ層４１４内に形成される。ｐ型拡散領域４１０は、第１の拡散領域４１０Ａと、第１の拡散領域４１０Ａに電気的に連結している第２拡散領域４１０Ｂとにより構成される。また、ｐ型拡散領域４１０は、Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ層４０５内のＺｎ拡散領域であるｐ型Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ領域４１０ｂと、Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０４内のＺｎ拡散領域であるｐ型Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ領域４１０ｃとにより構成される。
【００５１】
第１の拡散領域４１０Ａは、Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ層４０５内およびＡｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０４内に形成されており、ｐ型Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ領域４１０ｂと、ｐ型Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ領域４１０ｃとにより構成される。また、第２の拡散領域４１０Ｂは、Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ層１０５内に形成されており、ｐ型Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ領域４１０ｂにより構成される。
【００５２】
ｐ型拡散領域４１０を形成することにより、ｎ型のＡｌx Ｇａ1-x Ａｓ層４０５には、ｐ型Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ領域４１０ｂと、これ以外の領域であるｎ型Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ領域とが混在することになる。また、Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０４には、ｐ型Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ領域４１０ｃと、これ以外の領域であるｎ型Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ領域とが混在することになる。
【００５３】
ｐ型拡散領域４１０の拡散フロント４３０は、第１の拡散領域４１０Ａの拡散フロント（第１の拡散フロント）４３０Ａと、第２の拡散領域４１０Ｂの拡散フロント（第２の拡散フロント）４３０Ｂからなる。第１の拡散フロント４３０Ａの深さ方向拡散フロントは、Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０４の内部にある。また、第２の拡散フロント１３０Ｂの深さ方向拡散フロントは、Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ層４０５の内部にある。
【００５４】
半導体発光装置４は、拡散フロント４３０の横方向拡散フロントにより半導体基板４００の表面付近に形成されたｐｎ接合をエッチング除去した構造である。ｐ型拡散領域４１０の形成が済んだ半導体基板４００の表面にエッチング領域４２０を形成することにより、最上層のＡｌx Ｇａ1-x Ａｓ層４０５の表面付近に形成されたｐｎ接合を除去する。
【００５５】
層間絶縁膜１０７は、少なくともｐ側電極形成予定領域のエッチング領域４２０上およびｎ型Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ上に形成される。また、ｐ側電極１０８は、第１の拡散領域４１０Ｂ上および層間絶縁膜１０７上に形成され、第１の拡散領域４１０Ｂ（第１の拡散領域４１０Ｂを構成するｐ型Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ領域４１０ｂ）にオーミックコンタクトしている。
【００５６】
複数のＬＥＤを半導体基板４００に形成した半導体発光装置４において、ｐ側電極１０８と、ｐ型拡散領域４１０と、ｎ型半導体領域（ｎ型ＧａＡｓ基板１０１、ｎ型ＧａＡｓバッファー層１０２、およびＡｌＧａＡｓ層４１４のｎ型ＡｌＧａＡｓ領域）と、ｎ側電極１０９とは、１個のＬＥＤを構成している。
【００５７】
次に、第２の実施形態の半導体発光装置４の動作を説明する。ｐ側電極１０８とｎ側電極１０９の間に順方向電圧を印加すると、ｐ側電極１０８から、ｐ型拡散領域４１０、ＡｌＧａＡｓ層４１４内のｐｎ接合、ｎ型半導体領域を通り、ｎ側電極１０９に順方向電流が流れる。
【００５８】
拡散フロント４３０によるｐｎ接合は、Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０４内およびｎ型Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ層４０５内に形成されているが、Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ層４０５のエネルギバンドギャップはＡｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０４のエネルギバンドギャップよりも大きいので、順方向電流を流した場合には、Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０４内に形成されたｐｎ接合（第１の拡散フロント４３０Ａによるｐｎ接合）を通して少数キャリアが注入され、主にＡｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０４内のｐｎ接合付近で、注入キャリアの再結合による光が発生する。Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０４で発生した光は、Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０４よりもエネルギバンドギャップが大きいＡｌx Ｇａ1-x Ａｓ層４０５内を透過し、第１の拡散領域４１０Ａを構成する露出したｐ型Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ領域４１０ｂ上面、および第１の拡散領域４１０Ａの周辺のＡｌx Ｇａ1-x Ａｓ層４０５上面に到達し、外部に放射される。
【００５９】
以上の動作において順方向電流は、ｐ側電極１０８から第２の拡散領域４１０Ｂに供給され、第２の拡散領域４１０Ｂからこれと電気的に連結している第１の拡散領域４１０Ａに流れ、Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０４内のｐｎ接合を通り、ｎ型Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ領域およびｎ型Ａｌz Ｇａ1-z Ａｓ層１０３を通り、ｎ型ＧａＡｓバッファー層１０２およびｎ型ＧａＡｓ基板１０１を通ってｎ側電極１０９に至る。
【００６０】
第２の拡散領域４１０Ｂは、ｐ側電極１０８と第１の拡散領域４１０Ａの間の電流パスとして機能し、第２の拡散フロント４３０Ｂによるｐｎ接合には、順方向電流がほとんど流れない（このｐｎ接合付近では光はほとんど発生しない）。
【００６１】
第１の拡散領域４１０Ａは、発光源を構成する拡散領域として機能し、第１の拡散フロント４３０ＡによりＡｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０４内に形成されたｐｎ接合付近が発光源となる。Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０４内で発生した光がＡｌx Ｇａ1-x Ａｓ層４０５上面から外部に取り出されるまでに通過するのは、透過層となるＡｌx Ｇａ1-x Ａｓ層４０５だけであり、発生した光を全く吸収を受けずに外部に取り出すことができるので、光の取り出し効率を高くすることができる。
【００６２】
また、発生した光に対し遮蔽層となるｐ側電極１０８は、第２の拡散領域４１０Ｂ表面に形成されており、発生した光が主に到達する第１の拡散領域４１０Ａ表面には形成されていない。従って、第１の拡散領域４１０Ａは、その全表面が発生した光を外部に放射する光取り出し領域となる。これにより、発光源を構成するｐ型拡散領域の表面に電極を形成する従来の半導体発光装置よりも、光の取り出し効率を高くすることができる。
【００６３】
また、ｐ型Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ領域４１０ｃに注入された電子およびｎ型Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ領域に注入された正孔は、Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ層４０５とＡｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０４の間のエネルギ障壁およびＡｌz Ｇａ1-z Ａｓ層１０３とＡｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０４の間のエネルギ障壁により、上記第１の実施形態と同様に、Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０４内に閉じ込められる。これにより、Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０４内のキャリア密度が高くなり、Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０４内での発光再結合成分を増加させることができるので、ＬＥＤの発光効率を高くすることができる。
【００６４】
さらに、基板表面付近（Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ層４０５の上面付近）の拡散フロント４３０を除去したことにより、基板表面付近に高電界領域が発生しないので、発光再結合効率および光の取り出し効率を高くすることができ、これによりＬＥＤの発光効率を高くすることができる。半導体基板４００にｐ型拡散領域４１０を形成したときに、基板表面付近（Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ層４０５の上面付近）の拡散フロント４３０の形状が急峻に変化する場合がある。このような拡散フロントによるｐｎ接合が基板表面付近に形成されていると、動作時に、基板表面付近に高電界が発生し、上記第１の実施形態において説明したように、順方向電流の発光再結合成分が減少し、光の取り出し効率が低下する。基板表面付近のｐｎ接合を除去することにより、高電界の発生をなくし、上記第１の実施形態において説明したように、発光再結合効率および光の取り出し効率を高くすることができる。
【００６５】
このように第２の実施形態によれば、Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０４の上の最上層にＡｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０４よりもエネルギバンドギャップが大きいＡｌx Ｇａ1-x Ａｓ（０＜ｘ≦０．２）層４０５を設けた半導体基板４００を用い、基板上面からＡｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０４の内部までの基板領域に、発光源を構成する第１の拡散領域４１０Ａを形成し、基板上面からＡｌx Ｇａ1-x Ａｓ層４０５の内部までの基板領域に、第１の拡散領域４１０Ａに連結し、電流パスとして機能する第２の拡散領域４１０Ｂを形成し、第２の拡散領域４１０Ｂにオーミックコンタクトするｐ側電極１０８を第１の拡散領域４１０Ａの上以外の基板表面側に設け、基板表面付近のｐｎ接合を除去したことにより、上記第１の実施形態と同様に、発光効率を高くすることができる。また、コンタクト半導体層としてのＧａＡｓ層を設けないことにより、基板構造が簡単になるので、基板コストを低減できる。
【００６６】
第３の実施形態
図８は本発明の第３の実施形態の半導体発光装置５の構造を示す断面図である。また、図９は本発明の第３の実施形態の半導体発光装置５の構造を示す上面図である。図８は図９におけるＣ−Ｃ’間の断面図である。なお、図８および図９において、図１ないし図３、図５と同じものには同じ符号を付してある。また、図８および図９の半導体発光装置５は、半導体基板５００に複数のＬＥＤを一列に形成したＬＥＤアレイであるが、半導体基板に１個のＬＥＤを形成したものであっても良い。
【００６７】
半導体発光装置５は、半導体基板５００と、層間絶縁膜１０７と、ｐ側電極１０８と、ｎ側電極５０９と、第１の拡散領域１１０Ａおよび第２の拡散領域１１０Ｂからなるｐ型拡散領域１１０と、半導体基板５００に形成されたエッチング領域１２０とを備えている。
【００６８】
半導体発光装置５は、ｎ型半導体層を有する半導体基板５００に、上記第１の実施形態と同様に、選択的にｐ型拡散領域１１０を形成した構造である。拡散領域形成前の半導体基板５００は、半絶縁性ＧａＡｓ基板５０１の上に、半絶縁性ＧａＡｓバッファー層５０２を設け、その上にｎ型のＡｌy Ｇａ1-y Ａｓ層（ただし１＞ｙ≧０）１０４、ｎ型のＡｌx Ｇａ1-x Ａｓ層（ただし１≧ｘ＞０）１０５からなる積層構造のＡｌＧａＡｓ層５１４を設け、最上層に電極とオーミックコンタクトを形成するためのｎ型のＧａＡｓ層３０６を設けた構造である。
【００６９】
ｐ型拡散領域１１０は、ｎ型のＧａＡｓ層３０６内およびｎ型のＡｌＧａＡｓ層５１４内に形成される。ｐ型拡散領域１１０は、第１の拡散領域１１０Ａと、第１の拡散領域１１０Ａに電気的に連結している第２拡散領域１１０Ｂとにより構成される。また、ｐ型拡散領域１１０は、ｐ型ＧａＡｓ領域１１０ａと、ｐ型Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ領域１１０ｂと、ｐ型Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ領域１１０ｃとにより構成される。ｐ型拡散領域１１０を形成することにより、ｎ型のＧａＡｓ層３０６には、ｐ型ＧａＡｓ領域１１０ａと、これ以外の領域であるｎ型ＧａＡｓ領域３０６ａとが混在することになる。
【００７０】
第１の拡散領域１１０Ａは、エッチング領域１２０の形成前には、ＧａＡｓ層３０６内、Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ層１０５内、およびＡｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０４内に形成されており、ｐ型ＧａＡｓ領域１１０ａと、ｐ型Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ領域１１０ｂと、ｐ型Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ領域１１０ｃとにより構成される。また、第２の拡散領域１１０Ｂは、ＧａＡｓ層１０６内およびＡｌx Ｇａ1-x Ａｓ層１０５内に形成されており、ｐ型ＧａＡｓ領域１１０ａと、ｐ型Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ領域１１０ｂとにより構成される。
【００７１】
ｐ型拡散領域１１０の拡散フロント１３０は、第１の拡散領域１１０Ａの拡散フロント（第１の拡散フロント）１３０Ａと、第２の拡散領域１１０Ｂの拡散フロント（第２の拡散フロント）１３０Ｂからなる。第１の拡散フロント１３０Ａの深さ方向拡散フロントは、Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０４の内部にある。また、第２の拡散フロント１３０Ｂの深さ方向拡散フロントは、Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ層１０５の内部にある。
【００７２】
半導体発光装置５は、上記第１の実施形態と同様に、第１の拡散領域１１０Ａ表面のｐ型ＧａＡｓ領域１１０ａをエッチング除去した構造である。また、基板表面付近に形成された拡散フロント１３０をエッチング除去した構造である。ｐ型拡散領域１１０の形成が済んだ半導体基板５００の表面に、エッチング領域１２０を形成することにより、第１の拡散領域１１０Ａ内のｐ型ＧａＡｓ領域１１０ａを除去する。また、ＧａＡｓ層３０６内、およびＡｌx Ｇａ1-x Ａｓ層１０５内のＧａＡｓ層１０６との界面近傍に形成された拡散フロント１３０を除去する。
【００７３】
エッチング領域１２０を形成したことにより、第１の拡散領域１１０Ａ表面のｐ型ＧａＡｓ領域１１０ａは、全面的に除去される。これにより、第１の拡散領域１１０Ａは、ｐ型Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ領域１１０ｂと、ｐ型Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ領域１１０ｃとにより構成されるようになる。また、ｐ型ＧａＡｓ領域１１０ａは、第２の拡散領域１１０Ｂ表面のみに残る。
【００７４】
また、エッチング領域１２０を形成したことにより、ＧａＡｓ層３０６内に形成された拡散フロント１３０Ａおよび１３０Ｂ、ならびにＡｌx Ｇａ1-x Ａｓ層１０５内の上記界面近傍に形成された拡散フロント１３０Ａおよび１３０Ｂが除去される。これにより、第２の拡散領域１１０Ｂ内に残ったｐ型ＧａＡｓ領域１１０ａとｎ型ＧａＡｓ領域３０６ａとは、ｐ型ＧａＡｓ領域１１０ａを取り囲むように形成されたエッチング領域１２０により空間的に分離される。また、第１の拡散フロント１３０Ａおよびこの第１の拡散フロント１３０Ａによるｐｎ接合は、Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ層１０５およびＡｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０４の内部だけに残る。また、第２の拡散フロント１３０Ｂおよびこの第２の拡散フロント１３０Ｂによるｐｎ接合は、Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ層１０５の内部だけに残る。
【００７５】
また、半導体発光装置５の層間絶縁膜１０７には、ｐ型拡散領域１１０を露出させる開口部１０７ａの他にｎ型ＧａＡｓ領域３０６ａを露出させる開口部１０７ｂが設けられている。また、ｎ側電極５０９は、ｐ側電極１０８と同じ基板表面側に設けられており、開口部１０７ｂにおいてｎ型ＧａＡｓ領域３０６ａにオーミックコンタクトしている。ｎ側電極５０９としては、例えば、Ａｕ合金からなる電極が形成されている。
【００７６】
複数のＬＥＤを半導体基板５００に形成した半導体発光装置５において、ｐ側電極１０８と、ｐ型拡散領域１１０と、ｎ型半導体領域（ＡｌＧａＡｓ層５１４のｎ型ＡｌＧａＡｓ領域）と、ｎ側電極５０９とは、１個のＬＥＤを構成している。
【００７７】
このように、半導体発光装置５は、上記第１の実施形態の半導体発光装置１において、半導体基板１００を半導体基板５００とし、ｎ側電極をｐ側電極と同じ基板表面側に設けたものである。
【００７８】
次に、第３の実施形態の半導体発光装置５の動作を説明する。ｐ側電極１０８とｎ側電極５０９の間に順方向電圧を印加すると、ｐ側電極１０８から、ｐ型拡散領域１１０、ＡｌＧａＡｓ層１１４内のｐｎ接合、ｎ型半導体領域を通り、ｎ側電極５０９に順方向電流が流れる。このとき、上記第１の実施形態と同様に、Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０４内に形成されたｐｎ接合（第１の拡散フロント１３０Ａによるｐｎ接合）を通して少数キャリアが注入され、Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０４内のｐｎ接合付近で、注入キャリアの再結合による光が発生する。Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０４で発生した光は、Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ層１０５内を透過し、第１の拡散領域１１０Ａ内のｐ型Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ領域１１０ｂ上面および第１の拡散領域１１０Ａ周辺のＡｌx Ｇａ1-x Ａｓ層１０５上面に到達し、外部に放射される。
【００７９】
以上の動作において順方向電流は、ｐ側電極１０８から第２の拡散領域１１０Ｂに供給され、第２の拡散領域１１０Ｂからこれと電気的に連結している第１の拡散領域１１０Ａに流れ、Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０４内のｐｎ接合を通り、ｎ型Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ領域およびｎ型Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ領域を通ってｎ側電極５０９に至る。
【００８０】
第２の拡散領域１１０Ｂは、上記第１の実施形態と同様に、ｐ側電極１０８と第１の拡散領域１１０Ａの間の電流パスとして機能する。また、第１の拡散領域１１０Ａは、上記第１の実施形態と同様に、発光源を構成する拡散領域として機能する。Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０４内で発生した光は全く吸収を受けずに外部に取り出されるので、光の取り出し効率を高くすることができる。また、第１の拡散領域１１０Ａの全表面が発生した光を外部に放射する光取り出し領域となるので、光の取り出し効率を高くすることができる。
【００８１】
また、ｐ型Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ領域１１０ｃに注入された電子は、Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０４とＡｌx Ｇａ1-x Ａｓ層１０５の間のエネルギ障壁により、ｐ型Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ領域１１０ｃ内に閉じ込められる。これにより、Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０４内のキャリア密度が高くなり、Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０４内での発光再結合効率を高くすることができるので、ＬＥＤの発光効率を高くすることができる。
【００８２】
さらに、ＧａＡｓ層３０６内に形成された拡散フロント、およびＡｌＧａＡｓ層５１４内のＧａＡｓ層１０６との界面近傍に形成された拡散フロントを除去したことにより、基板表面付近に高電界領域が発生しないので、発光再結合効率および光の取り出し効率を高くすることができる。
【００８３】
このように第３の実施形態によれば、Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０４の上にＡｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０４よりもエネルギバンドギャップが大きいＡｌx Ｇａ1-x Ａｓ層１０５を設け、Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ層１０５の上の最上層にｎ型ＧａＡｓ層３０６を設けた半導体基板５００に、第１の拡散領域１１０Ａおよび電流パスとして機能する第２の拡散領域１１０Ｂを形成し、第２の拡散領域１１０Ｂにオーミックコンタクトするｐ側電極１０８を第１の拡散領域１１０Ａの上以外の基板表面側に設けたことにより、ｎ側電極５０９を基板表面側に設けた場合にも、上記第１の実施形態と同様に、発光効率を高くすることができ、ＬＥＤ間の特性ばらつきを小さくできる。また、発光層となるＡｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０４の下にクラッド層を設けないことにより、基板構造が簡単になるので、基板コストを低減できる。
【００８４】
なお、上記第３の実施形態では、第１の拡散領域１１０Ａ内のｐ型ＧａＡｓ領域１１０ａを全面的にエッチング除去した構造であったが、上記のｐ型ＧａＡｓ領域１１０ａを残しても良い。ただし、この場合には、ＧａＡｓ層３０６を薄く形成し（例えば５００［Å］以下）、ＧａＡｓ層３０６での光の吸収を小さくすることが望ましい。
【００８５】
また、上記第３の実施形態では、ＧａＡｓ層３０６に形成された拡散フロント１３０、およびＡｌx Ｇａ1-x Ａｓ層１０５のＧａＡｓ層３０６との界面近傍に形成された拡散フロント１３０をエッチング除去したが、ＧａＡｓ層３０６内に形成された拡散フロント１３０だけをエッチング除去し、Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ層１０５内のＧａＡｓ層３０６との界面近傍に形成された拡散フロント１３０を残した構造としても良い。つまり、ＧａＡｓ層３０６とＡｌx Ｇａ1-x Ａｓ層１０５の界面から基板表面までに形成された拡散フロント１３０をエッチング除去した構造としても良い。
【００８６】
また、上記第３の実施形態の半導体基板５００では、発光層となるＡｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０４の下に、発光層よりもエネルギバンドギャップの大きいクラッド層を設けていないが、Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０４の下にクラッド層を設けても良い。Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０４の下のクラッド層は、ｎ型、半絶縁性、ｐ型のいずれであっても良い。Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０４の下のクラッド層をｎ型とし、ＧａＡｓバッファー層５０２およびＧａＡｓ基板５０１をｎ型としても良い。また、Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０４の下のクラッド層をｐ型とし、ＧａＡｓバッファー層５０２およびＧａＡｓ基板５０１をｐ型としても良い。
【００８７】
図１０は第３の実施形態の他の半導体発光装置６の構造を示す断面図である。なお、図１０において、図１および図８と同じものには同じ符号を付してある。この半導体発光装置６は、半絶縁性ＧａＡｓ基板５０１および半絶縁性ＧａＡｓバッファー層５０２の上に、ｎ型Ａｌz Ｇａ1-z Ａｓ層（ただし１≧ｚ＞０）１０３、Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０４（ただし１＞ｙ≧０）、ｎ型のＡｌx Ｇａ1-x Ａｓ層（ただし１≧ｘ＞０）１０５からなる積層構造のＡｌＧａＡｓ層１１４を設け、最上層にｎ型のＧａＡｓ層３０６を設けた半導体基板６００を用い、この半導体基板６００にｐ型拡散領域１１０およびエッチング領域１２０を形成し、ｐ側電極１０８およびｎ側電極５０９を設けたものである。
【００８８】
図１１は第３の実施形態の他の半導体発光装置７の構造を示す断面図である。この半導体発光装置７は、半絶縁性ＧａＡｓ基板５０１および半絶縁性ＧａＡｓバッファー層５０２の上に、半絶縁性Ａｌz Ｇａ1-z Ａｓ層（ただし１≧ｚ＞０）７０３、Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ層（ただし１＞ｙ≧０）１０４、ｎ型のＡｌx Ｇａ1-x Ａｓ層（ただし１≧ｘ＞０）１０５からなる積層構造のＡｌＧａＡｓ層７１４を設け、最上層にｎ型のＧａＡｓ層３０６を設けた半導体基板７００を用い、この半導体基板７００にｐ型拡散領域１１０およびエッチング領域１２０を形成し、ｐ側電極１０８およびｎ側電極５０９を設けたものである。半絶縁性Ａｌz Ｇａ1-z Ａｓ層７０３のエネルギバンドギャップは、例えば図１０のｎ型Ａｌz Ｇａ1-z Ａｓ層１０３と同じである。
【００８９】
図１２は第３の実施形態の他の半導体発光装置８の構造を示す断面図である。この半導体発光装置８は、ｐ型ＧａＡｓ基板８０１およびｐ型ＧａＡｓバッファー層８０２の上に、ｐ型Ａｌz Ｇａ1-z Ａｓ層（ただし１≧ｚ＞０）８０３、Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ層（ただし１＞ｙ≧０）１０４、ｎ型のＡｌx Ｇａ1-x Ａｓ層（ただし１≧ｘ＞０）１０５からなる積層構造のＡｌＧａＡｓ層８１４を設け、最上層にｎ型のＧａＡｓ層３０６を設けた半導体基板８００を用い、この半導体基板８００にｐ型拡散領域１１０およびエッチング領域１２０を形成し、ｐ側電極１０８およびｎ側電極５０９を設けたものである。ｐ型Ａｌz Ｇａ1-z Ａｓ層８０３のエネルギバンドギャップは、例えば図１０のｎ型Ａｌz Ｇａ1-z Ａｓ層１０３と同じである。
【００９０】
また、上記第３の実施形態では、基板最上層に電極とオーミックコンタクトを形成するためのＧａＡｓ層３０６を設けたが、Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ層１０５のＡｌ組成比ｘを０．２以下に小さくし、ＧａＡｓ層３０６を設けずに、第２の拡散領域１１０Ｂのｐ型Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ領域１１０ｂにｐ側電極１０８をオーミックコンタクトさせ、ｎ型Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ領域にｎ側電極５０９をオーミックコンタクトさせた構造としても良い。
【００９１】
また、上記第３の実施形態では、基板最上層のＧａＡｓ層がｎ型であったが、基板最上層のＧａＡｓ層は、半絶縁性でも良い。この場合には、半絶縁性のＧａＡｓ層にｎ型Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ領域に達するｎ型拡散領域を形成し、このｎ型拡散領域にｎ側電極５０９をオーミックコンタクトさせる。
【００９２】
図１３は第３の実施形態の他の半導体発光装置９の構造を示す断面図である。なお、図１３において、図１および図８と同じものには同じ符号を付してある。この半導体発光装置９は、最上層に半絶縁性のＧａＡｓ層１０６を設けた半導体基板９００にｐ型拡散領域１１０、エッチング領域１２０、およびｎ型拡散領域９４０を形成し、ｎ型拡散領域９４０にｎ側電極５０９をオーミックコンタクトさせたものである。ｎ型拡散領域９４０は、ｎ型不純物であるＳｎまたはＳｉを選択的に拡散させることにより、ＧａＡｓ層１０６内に形成されたものであり、ｎ型Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ領域に電気的に連結している。ｎ型拡散領域９４０の拡散フロントは、少なくともＡｌＧａＡｓ層５１４内にある。
【００９３】
また、上記第３の実施形態では、ｎ側電極５０９をｐ型拡散領域１１０（第１の拡散領域１１０Ａ）付近に形成したが、基板表面におけるｎ側電極の形成位置は任意であり、例えば、チップサイズを最も小さくできる位置、あるいはワイヤボンディングが容易な位置に形成すれば良い。
【００９４】
図１４は第３の実施形態の他の半導体発光装置１０の構造を示す上面図である。この半導体発光装置１０では、ｎ側電極５０９を、ｐ側電極１０８のｐ側電極パッド１０８ａの隣に配置し、容易にワイヤボンドできるようにしている。
【００９５】
第４の実施形態
図１５は第４の実施形態の半導体発光装置１１の構造を示す上面図である。なお、図１５において、図３と同じものには同じ符号を付してある。この半導体発光装置１１の断面構造は上記第１の実施形態の半導体発光装置１と同じであり、図１５におけるＤ−Ｄ’間の断面は図１と同じである。なお、図１５の半導体発光装置１１は、半導体基板に複数のＬＥＤを一列に形成したＬＥＤアレイであるが、半導体基板に１個のＬＥＤを形成したものであっても良い。
【００９６】
半導体発光装置１１は、上記第１の実施形態と同じ半導体基板に、ｐ型拡散領域１１１０を形成したものである。ｐ型拡散領域１１１０は、上記第１の実施形態の第１の拡散領域１１０Ａと同様に、発光源を構成する第１の拡散領域１１１０Ａと、第１の拡散領域１１１０Ａに電気的に連結しており、上記第１の実施形態の第２の拡散領域１１０Ｂと同様に、電流パスとして機能する第２の拡散領域１１１０Ｂとにより構成される。
【００９７】
この半導体発光装置１１は、上面から見た第１の拡散領域１１１０Ａの幅を、第２の拡散領域１１１０Ｂの幅よりも狭くしたものである。また、隣り合うｐ型拡散領域１１１０の第２の拡散領域１１１０Ｂ、および隣り合うｐ側電極１０８を、第１の拡散領域１１１０Ａの配列に対し、互い違いに配置したものである。これにより、第２の拡散領域１１１０Ｂの幅が上記第１の実施形態の第２の拡散領域１１０Ｂと同じ場合は、ｐ型拡散領域１１１０のピッチ寸法を上記第１の実施形態のｐ型拡散領域１１０よりも小さくすることができるので、上記第１の実施形態よりもＬＥＤを高密度に集積することができる。また、第１の拡散領域１１１０Ａの幅が上記第１の実施形態の第１の拡散領域１１０Ａと同じであり、ｐ型拡散領域１１１０のピッチ寸法が上記第１の実施形態のｐ型拡散領域１１０と同じ場合には、第２の拡散領域１１１０Ｂの幅を上記第１の実施形態の第２の拡散領域１１０Ｂよりも広くできるので、ｐ側電極と第２の拡散領域のコンタクト面積を上記第１の実施形態よりも大きくすることができる。
【００９８】
このように第４の実施形態によれば、第１の拡散領域１１１０Ａの幅を第２の拡散領域１１１０の幅よりも狭くすることにより、電極コンタクト面積を大きくしても、ＬＥＤを高密度に集積することができる。
【００９９】
第５の実施形態
図１６は本発明の第５の実施形態の半導体発光装置１２の構造を示す断面図である。また、図１７は本発明の第５の実施形態の半導体発光装置１２の構造を示す上面図である。図１６は図１７におけるＡ−Ａ’間の断面図である。なお、図１６および図１７において、図８および図９と同じものには同じ符号を付してある。また、図１６および図１７の半導体発光装置１２は、半導体基板５００に複数のＬＥＤを一列に形成したＬＥＤアレイであるが、半導体基板に１個のＬＥＤを形成したものであっても良い。
【０１００】
半導体発光装置１２は、半導体基板５００と、層間絶縁膜１０７と、ｐ側電極１０８と、ｎ側電極５０９と、第１の拡散領域１１０Ａおよび第２の拡散領域１１０Ｂからなるｐ型拡散領域１１０と、半導体基板５００に形成されたエッチング領域１２２０とを備えている。
【０１０１】
半導体発光装置１２は、上記第３の実施形態と同様に、半導体基板５００に選択的に、発光源として機能する第１の拡散領域１１０Ａと、電流パスとして機能する第２の拡散領域１１０Ｂからなるｐ型拡散領域１１０を形成した構造である。
【０１０２】
Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ層（ただし１＞ｙ≧０）１０４内のｐｎ接合付近で発生した光は、基板内を基板表面と垂直な方向に進行するだけでなく斜めの方向にも進行し、外部に出射するので（図１６参照）、発生した光が出射する基板表面領域である光取り出し領域１２４０は、図１７の上面図においては、一般的に、発光源を構成する第１の拡散領域１１０Ａよりも大きくなる。従って、上記第３の実施形態の半導体発光装置５の構造では、第２の拡散領域１１０Ｂの一部も光取り出し領域１２４０に含まれ、光取り出し領域１２４０の周辺部に、発生した光の遮蔽層となるｐ側電極１０８および上記光の吸収層となるＧａＡｓ層３０６が形成されている。光取り出し領域１２４０内のＧａＡｓ層３０６を全面的に除去し、ｐ側電極１０８を光取り出し領域１２４０の外に設け、光取り出し領域１２４０内のＡｌx Ｇａ1-x Ａｓ層１０５が全面的に露出された構造とすることにより、上記第３の実施形態の半導体発光装置５よりもさらに光取り出し効率を高くすることができる。
【０１０３】
半導体発光装置１２は、第１の拡散領域１１０Ａ内のｐ型ＧａＡｓ領域１１０ａを含む、光取り出し領域１２４０内のＧａＡｓ層３０６をエッチング除去した構造である。また、基板表面付近に形成された拡散フロント１３０（ｎ型ＧａＡｓ層３０６内に形成された横方向拡散フロントおよびｎ型ＧａＡｓ層３０６とｎ型Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ層１０５の界面近傍に形成された横方向拡散フロント）をエッチング除去した構造である。ｐ型拡散領域１１０の形成が済んだ半導体基板５００の表面に、エッチング領域１２２０を形成することにより、光取り出し領域１２４０内のｐ型ＧａＡｓ領域１１０ａを除去する。また、ＧａＡｓ層３０６内、およびＡｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０５内のＧａＡｓ層１０６との界面近傍に形成された拡散フロント１３０を除去する。
【０１０４】
エッチング領域１２２０を形成したことにより、ｐ型ＧａＡｓ領域１１０ａは、光取り出し領域１２４０に含まれない第２の拡散領域１１０Ｂ表面のみに残る。また、第２の拡散領域１１０Ｂ内に残ったｐ型ＧａＡｓ領域１１０ａとｎ型ＧａＡｓ領域３０６ａとは、ｐ型ＧａＡｓ領域１１０ａを取り囲むように形成されたエッチング領域１２２０により空間的に分離される。また、第１の拡散フロント１３０Ａおよびこの第１の拡散フロント１３０Ａによるｐｎ接合は、Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ層１０５およびＡｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０４の内部だけに残る。また、第２の拡散フロント１３０Ｂおよびこの第２の拡散フロント１３０Ｂによるｐｎ接合は、Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ層１０５の内部だけに残る。
【０１０５】
また、半導体発光装置１２では、ｐ側電極１０８は、光取り出し領域１２４０の外に設けられており、第２の拡散領域１１０Ｂのｐ型ＧａＡｓ領域１１０ａにオーミックコンタクトしている。また、ｎ側電極５０９は、上記第３の実施形態と同様に、半導体基板５００の表面側に設けられ、ｎ型ＧａＡｓ領域３０６ａにオーミックコンタクトしている。
【０１０６】
つまり、半導体発光装置１２は、上記第３の実施形態の半導体装置５において、エッチング領域１２０を、光取り出し領域１２４０を全面的に含むエッチング領域１２２０としたものであり、光取り出し領域１２４０内にＧａＡｓ層３０６およびｐ側電極１０８が存在せず、光取り出し領域１２４０内のＡｌx Ｇａ1-x Ａｓ層１０５を全面的に露出させた構造である。なお、半導体発光装置１２の動作は、上記第３の実施形態の半導体発光装置５と同じなので、その説明を省略する。
【０１０７】
このように第５の実施形態によれば、発光源となるＡｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０４内のｐｎ接合を構成する第１の拡散領域１１０Ａの全表面を含む光取り出し領域１２４０内に、発生した光の遮蔽層となるｐ側電極１０８および発生した光の吸収層となるＧａＡｓ層３０６が存在しない構造としたことにより、上記第３の実施形態よりもさらに発光効率を高くすることができる。
【０１０８】
なお、上記第５の実施形態では、光取り出し領域１２４０内のｐ型ＧａＡｓ領域１１０ａを全面的にエッチング除去した構造であったが、上記のｐ型ＧａＡｓ領域１１０ａを残し、ｐ型電極１０８を光取り出し領域１２４０の外に設けても良い。ただし、この場合には、ＧａＡｓ層３０６を薄く形成し（例えば５００［Å］以下）、ＧａＡｓ層３０６での光の吸収を小さくすることが望ましい。
【０１０９】
また、上記第５の実施形態では、ＧａＡｓ層３０６に形成された拡散フロント１３０、およびＡｌx Ｇａ1-x Ａｓ層１０５のＧａＡｓ層３０６との界面近傍に形成された拡散フロント１３０をエッチング除去したが、ＧａＡｓ層３０６内に形成された拡散フロント１３０だけをエッチング除去し、Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ層１０５内のＧａＡｓ層３０６との界面近傍に形成された拡散フロント１３０を残し、ｐ型電極１０８を光取り出し領域１２４０の外に設けても良い。つまり、ＧａＡｓ層３０６とＡｌx Ｇａ1-x Ａｓ層１０５の界面から基板表面までに形成された拡散フロント１３０をエッチング除去し、ｐ型電極１０８を光取り出し領域１２４０の外に設けた構造としても良い。
【０１１０】
また、上記第５の実施形態の半導体基板５００では、発光層となるＡｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０４の下に、発光層よりもエネルギバンドギャップの大きいクラッド層を設けていないが、Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０４の下にクラッド層を設けても良い。Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０４の下のクラッド層は、ｎ型、半絶縁性、ｐ型のいずれであっても良い。Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０４の下のクラッド層をｎ型とし、ＧａＡｓバッファー層５０２およびＧａＡｓ基板５０１をｎ型としても良い。また、Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０４の下のクラッド層をｐ型とし、ＧａＡｓバッファー層５０２およびＧａＡｓ基板５０１をｐ型としても良い。
【０１１１】
また、上記第５の実施形態では、基板最上層のＧａＡｓ層がｎ型であったが、基板最上層のＧａＡｓ層は、半絶縁性でも良い。この場合には、半絶縁性のＧａＡｓ層に少なくとも拡散フロントがｎ型Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ領域に達するｎ型拡散領域を形成し、このｎ型拡散領域にｎ側電極５０９をオーミックコンタクトさせる。
【０１１２】
また、上記第５の実施形態では、ｎ側電極をｐ側電極と同じ半導体基板５００の表面（上面）側に設けたが、ＡｌＧａＡｓ層５１４、ＧａＡｓバッファー層５０２、ＧａＡｓ基板５０１が全てｎ型半導体の場合には、ｎ側電極を半導体基板の裏面（下面）側に設けても良い。
【０１１３】
従って、上記第５の実施形態の光取り出し領域１２４０内にｐ側電極１０８およびＧａＡｓ層が存在しない構造を、上記第１の実施形態の半導体発光装置１に適用することも可能である。
【０１１４】
図１８は第５の実施形態の他の半導体発光装置１３の構造を示す上面図である。なお、図１８において、図１および図１６と同じものには同じ符号を付してある。この半導体発光装置１３は、上記第１の実施形態と同じ半導体基板１００に、第１の拡散領域１１０Ａおよび第２の拡散領域１１０Ｂからなるｐ型拡散領域を形成し、光取り出し領域１２４０を全面的に含むエッチング領域１２２０を形成し、光取り出し領域１２４０の外にｐ側電極１０８を設け、半導体基板１００の裏面にｎ側電極１０９を設けたものである。つまり、半導体発光装置１３は、上記第１の実施形態の半導体発光装置１において、光取り出し領域１２４０内にｐ側電極１０８およびＧａＡｓ層１０６が存在しない構造としたものである。
【０１１５】
また、上記第５の実施形態では、基板最上層に電極とオーミックコンタクトを形成するためのＧａＡｓ層３０６を設けたが、Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ層１０５のＡｌ組成比ｘを０．２以下に小さくし、ＧａＡｓ層３０６を設けずに、第２の拡散領域１１０Ｂのｐ型Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ領域１１０ｂにｐ側電極１０８をオーミックコンタクトさせ、ｎ型Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ領域にｎ側電極５０９をオーミックコンタクトさせ、ｐ型電極１０８を光取り出し領域１２４０の外に設けた構造としても良い。従って、上記第５の実施形態の光取り出し領域内にｐ側電極が存在しない構造を、上記第２の実施形態の半導体発光装置に適用することも可能である。
【０１１６】
また、上記第５の実施形態では、ｎ側電極５０９をｐ型拡散領域１１０（第１の拡散領域１１０Ａ）付近に形成したが、基板表面におけるｎ側電極の形成位置は任意であり、例えば、チップサイズを最も小さくできる位置、あるいはワイヤボンディングが容易な位置に形成すれば良い。
【０１１７】
図１９は第５の実施形態の他の半導体発光装置１４の構造を示す上面図である。この半導体発光装置１４では、ｎ側電極５０９を、ｐ側電極１０８のｐ側電極パッド１０８ａの隣に配置し、容易にワイヤボンドできるようにしている。
【０１１８】
また、上記第５の実施形態では、第１の拡散領域１１０Ａの幅と第２の拡散領域１１０Ｂの幅が同じであったが、上記第４の実施形態のように第１の拡散領域の上面から見た幅を第２の拡散領域の幅よりも狭くし、ｐ型電極１０８を光取り出し領域の外に設けた構造としても良い。
【０１１９】
図２０は第５の実施形態の他の半導体発光装置１５のＬＥＤ周辺の構造を示す上面図である。なお、図２０の半導体発光装置１５におけるＡ−Ａ’間の断面図は、図１６と同じである。半導体発光装置１５は、半導体発光装置１２と同じ半導体基板に、第１の拡散領域１５１０Ａおよび第２の拡散領域１５１０Ｂからなるｐ型拡散領域１５１０を形成し、光取り出し領域１５４０内のＧａＡｓ層をエッチング除去し、光取り出し領域１５４０の外にｐ側電極１０８を設けたものである。発光源として機能する第１の拡散領域１５１０Ａの幅は、電流パスとして機能する第２の拡散領域１５１０Ｂの幅よりも狭い。第１の拡散領域１５１０Ａは、図１６の第１の拡散領域１１０Ａにおいて、上面から見た幅を狭くしたものであり、第２の拡散領域１５１０Ｂは、図１６の第２の拡散領域１１０Ｂと同じである。
【０１２０】
第６の実施形態
図２１は本発明の第６の実施形態の半導体発光装置１６の構造を示す断面図である。また、図２２は本発明の第６の実施形態の半導体発光装置１６の構造を示す上面図である。図２１は図２２におけるＡ−Ａ’間の断面図である。なお、図２１および図２２において、図１および図２と同じものには同じ符号を付してある。また、図２１および図２２の半導体発光装置１６は、半導体基板１００に複数のＬＥＤを一列に形成したＬＥＤアレイであるが、半導体基板に１個のＬＥＤを形成したものであっても良い。
【０１２１】
半導体発光装置１６は、半導体基板１００と、層間絶縁膜１０７と、ｐ側電極１６０８と、ｎ側電極１０９と、半導体基板１００に形成された第１の拡散領域１６１０Ａおよび第２の拡散領域１６１０Ｂからなるｐ型拡散領域１６１０と、半導体基板１００に形成された第１のエッチング領域１６２０ａおよび第２のエッチング領域１６２０ｂからなるエッチング領域１６２０とを備えている。
【０１２２】
半導体発光装置１６は、上記第１の実施形態と同じ半導体基板１００に、選択的にｐ型拡散領域１６１０を形成した構造である。ｐ型拡散領域１６１０は、ｐ型不純物であるＺｎを半導体基板１００の表面から選択的に拡散させることにより、半絶縁性のＧａＡｓ層１０６内およびｎ型のＡｌＧａＡｓ層１１４内に形成される。ｐ型拡散領域１６１０は、第１の拡散領域１６１０Ａと、第１の拡散領域１６１０Ａに電気的に連結しており、第１の拡散領域１６１０Ａを取り囲みように形成された第２拡散領域１６１０Ｂとにより構成される。また、ｐ型拡散領域１６１０は、ｐ型ＧａＡｓ領域１１０ａと、ｐ型Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ領域１１０ｂと、ｐ型Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ領域１１０ｃとにより構成される。
【０１２３】
第１の拡散領域１６１０Ａは、エッチング領域１６２０の形成前には、ＧａＡｓ層１０６内、Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ層（ただし１≧ｘ＞０）１０５内、およびＡｌy Ｇａ1-y Ａｓ層（ただし１＞ｙ≧０）１０４内に形成されており、ｐ型ＧａＡｓ領域１１０ａと、ｐ型Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ領域１１０ｂと、ｐ型Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ領域１１０ｃとにより構成される。また、第２の拡散領域１６１０Ｂは、第１の拡散領域１６１０を取り囲むように、ＧａＡｓ層１０６内およびＡｌx Ｇａ1-x Ａｓ層１０５内に形成されており、ｐ型ＧａＡｓ領域１１０ａと、ｐ型Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ領域１１０ｂとにより構成される。
【０１２４】
ｐ型拡散領域１６１０の拡散フロント１６３０は、第１の拡散領域１６１０Ａの拡散フロント（第１の拡散フロント）１６３０Ａと、第２の拡散領域１６１０Ｂの拡散フロント（第２の拡散フロント）１６３０Ｂからなる。第１の拡散フロント１６３０Ａは、ＧａＡｓ層１０６内およびＡｌx Ｇａ1-x Ａｓ層１０５内に形成され、第１の拡散フロント１６３０Ａの深さ方向拡散フロントは、Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０４の内部にある。また、第２の拡散フロント１６３０Ｂは、Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ層１０５内およびＡｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０４内に形成され、第２の拡散フロント１６３０Ｂの深さ方向拡散フロントは、Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ層１０５の内部にある。拡散フロント１６３０は、半絶縁性のＧａＡｓ層１０６内およびＡｌＧａＡｓ層１１４内に形成されるが、拡散フロント１６３０によるｐｎ接合は、半絶縁性のＧａＡｓ層１０６内には形成されず、ＡｌＧａＡｓ層１１４内だけに形成される。
【０１２５】
半導体発光装置１６は、第１の拡散領域１６１０Ａ表面のｐ型ＧａＡｓ領域１１０ａをエッチング除去した構造である。また、基板表面付近に形成された第２の拡散フロント１６３０Ｂ（ＧａＡｓ層１０６内に形成された拡散フロントおよびＡｌx Ｇａ1-x Ａｓ層１０５内のＧａＡｓ層１０６との界面近傍の拡散フロント）をエッチング除去した構造である。ｐ型拡散領域１６１０の形成が済んだ半導体基板１００の表面に、第１のエッチング領域１６２０ａおよび第２のエッチング領域１６２０ｂからなるエッチング領域１６２０を形成する。第１のエッチング領域１６２０ａを形成することにより、第１の拡散領域１６１０Ａ内のｐ型ＧａＡｓ領域１１０ａ、および第１の拡散領域１６１０Ａ内のｐ型Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ領域１１０ｂのｐ型ＧａＡｓ領域１１０ａとの界面近傍の領域を除去する。また、第２のエッチング領域１６２０ｂを形成することにより、ＧａＡｓ層１０６内、およびＡｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０５内のＧａＡｓ層１０６との界面近傍に形成された第２の拡散フロント１６３０Ｂを除去する。第１のエッチング領域１６２０ａおよび第２のエッチング領域１６２０ｂは、基板表面（ＧａＡｓ層１０６の上面）からＡｌx Ｇａ1-x Ａｓ層１０５の上記界面近傍の層領域に至るように形成される。
【０１２６】
第１のエッチング領域１６２０ａを形成したことにより、第１の拡散領域１６１０Ａ表面のｐ型ＧａＡｓ領域１１０ａは、全面的に除去される。これにより、第１の拡散領域１６１０Ａは、ｐ型Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ領域１１０ｂと、ｐ型Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ領域１１０ｃとにより構成されるようになる。また、ｐ側ＧａＡｓ領域１１０ａは、第２の拡散領域１６１０Ｂ表面のみに残る。
【０１２７】
また、第２のエッチング領域１６２０ｂを形成したことにより、ＧａＡｓ層１０６の上面からＡｌx Ｇａ1-x Ａｓ層１０５の上記界面近傍の層領域までの第２の拡散フロント１６３０Ｂが除去される。これにより、第２の拡散領域１６１０Ｂ内に残ったｐ型ＧａＡｓ領域１１０ａと半絶縁性ＧａＡｓ領域１０６ａとは、第２の拡散領域１６１０Ｂ内に残ったｐ型ＧａＡｓ領域１１０ａを取り囲むように形成された第２のエッチング領域１６２０ｂにより空間的に分離される。また、第２の拡散フロント１６３０Ｂおよびこの第２の拡散フロント１３０Ｂによるｐｎ接合は、Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ層１０５の内部だけに残る。従って、拡散フロント１６３０およびこの拡散フロント１６３０によるｐｎ接合は、ＡｌＧａＡｓ層１１４の内部だけに残る。
【０１２８】
エッチング領域１６２０および層間絶縁膜１０７が形成された半導体基板１００の表面（上面）側の第２の拡散領域１６１０Ｂ上および層間絶縁膜１０７上には、第２の拡散領域１６１０Ｂ表面のｐ型ＧａＡｓ領域１１０ａにオーミックコンタクトするｐ側電極１６０８が形成される。第２の拡散領域１６１０Ｂ表面のｐ型ＧａＡｓ領域１１０ａは、第１の拡散領域１６１０Ａの周囲を取り囲むように残されており、ｐ側電極１６０８は第１の拡散領域１６１０Ａの周囲を取り囲むように形成される。第１の拡散領域１６１０Ａ上には、電極は形成されない。ｐ側電極１６０８としては、例えば、Ａｌからなる電極が形成されている。
【０１２９】
ｐ型Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ領域１１０ｂが全面的に露出した第１の拡散領域１６１０Ａは、上記第１の実施形態の第１の拡散領域１１０Ａと同様に、発光源を構成する拡散領域として機能し、第１の拡散フロント１６３０ＡによりＡｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０４内に形成されたｐｎ接合付近が発光源となる。また、ｐ型電極１６０８にオーミックコンタクトしている第２の拡散領域１６１０Ｂは、上記第１の実施形態の第２の拡散領域１１０Ｂと同様に、ｐ側電極１６０８と第１の拡散領域１６１０Ａの間の電流パスとして機能し、第２の拡散フロント１６３０Ｂによるｐｎ接合には、順方向電流がほとんど流れない（このｐｎ接合付近では光はほとんど発生しない）。
【０１３０】
つまり、半導体発光装置１６は、上記第１の実施形態の半導体発光装置１において、ｐ型拡散領域１１０をｐ型拡散領域１６１０とし、エッチング領域１２０をエッチング領域１６２０とし、ｐ側電極１０８をｐ側電極１６０８としたものであり、発光源を構成する拡散領域として機能する第１の拡散領域１６１０Ａの周囲を取り囲むように、電流パスとして機能する第２の拡散領域１６１０Ｂおよびｐ側電極１６０８を配置したものである。第１の拡散領域１６１０Ａを取り囲むように第２の拡散領域１６１０Ｂおよびｐ側電極を配置することにより、発光源となるＡｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０４内のｐｎ接合付近における電流分布を均一にすることができるので、上記第１の実施形態よりも発光強度分布を均一にすることができ、また発光強度を高くすることができる。なお、半導体発光装置１６の動作は、上記第１の実施形態の半導体発光装置１と同じなので、その説明を省略する。
【０１３１】
このように第６の実施形態によれば、発光源を構成する拡散領域として機能する第１の拡散領域１６１０Ａの周囲を取り囲むように、電流パスとして機能する第２の拡散領域１６１０Ｂおよびｐ側電極１６０８を形成したことにより、上記第１の実施形態よりも発光強度分布を均一にすることができ、また発光強度を高くすることができる。
【０１３２】
なお、上記第６の実施形態では、第１の拡散領域１６１０Ａのｐ型ＧａＡｓ領域１１０ａを全面的にエッチング除去するととともに、ＧａＡｓ層１０６に形成された拡散フロント１６３０、およびＡｌx Ｇａ1-x Ａｓ層１０５のＧａＡｓ層１０６との界面近傍に形成された拡散フロント１６３０をエッチング除去した構造であったが、上記のｐ型ＧａＡｓ領域１１０ａおよび上記の拡散フロント１６３０をエッチング除去しない（エッチング領域１６２０を形成しない）構造としても良い。あるいは、上記の拡散フロント１６３０だけをエッチング除去し、上記のｐ型ＧａＡｓ領域１１０ａを残した構造としても良い。ただし、これらの場合には、ＧａＡｓ層１０６を薄く形成し（例えば５００［Å］以下）、ＧａＡｓ層１０６での光の吸収を小さくすることが望ましい。
【０１３３】
また、上記第６の実施形態では、電極とオーミックコンタクトするための基板最上層のコンタクト半導体層が半絶縁性のＧａＡｓ層１０６であったが、基板最上層のＧａＡｓ層はｎ型であっても良い。
【０１３４】
また、上記第６の実施形態では、基板最上層に電極とオーミックコンタクトを形成するためのＧａＡｓ層１０６を設けたが、Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ層１０５のＡｌ組成比ｘを０．２以下に小さくし、ＧａＡｓ層１０６を設けずに、ｐ型拡散領域１１０のｐ型Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ領域１１０ｂにｐ側電極１０８をオーミックコンタクトさせた構造としても良い。
【０１３５】
第７の実施形態
図２３は本発明の第７の実施形態の半導体発光装置１７の構造を示す断面図である。また、図２４は本発明の第７の実施形態の半導体発光装置１７の構造を示す上面図である。図２３は図２４におけるＢ−Ｂ’間の断面図である。なお、図２３および図２４において、図１６、図１７、図２１、および図２２と同じものには同じ符号を付してある。また、図２３および図２４の半導体発光装置１７は、半導体基板５００に複数のＬＥＤを一列に形成したＬＥＤアレイであるが、半導体基板に１個のＬＥＤを形成したものであっても良い。
【０１３６】
半導体発光装置１７は、半導体基板５００と、層間絶縁膜１０７と、ｐ側電極１６０８と、ｎ側電極５０９と、第１の拡散領域１６１０Ａおよび第２の拡散領域１６１０Ｂからなるｐ型拡散領域１１０と、半導体基板５００に形成された第１のエッチング領域１６２０ａおよび第２のエッチング領域１６２０ｂからなるエッチング領域１６２０とを備えている。
【０１３７】
半導体発光装置１７は、上記第３の実施形態と同じ半導体基板５００に、選択的にｐ型拡散領域１６１０を形成した構造である。ｐ型拡散領域１６１０は、ｎ型のＧａＡｓ層３０６内およびｎ型のＡｌＧａＡｓ層５１４内に形成される。ｐ型拡散領域１６１０は、第１の拡散領域１６１０Ａと、第１の拡散領域１６１０Ａに電気的に連結しており、第１の拡散領域１６１０Ａを取り囲みように形成された第２拡散領域１６１０Ｂとにより構成される。また、ｐ型拡散領域１６１０は、ｐ型ＧａＡｓ領域１１０ａと、ｐ型Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ領域１１０ｂと、ｐ型Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ領域１１０ｃとにより構成される。
【０１３８】
第１の拡散領域１６１０Ａは、エッチング領域１６２０の形成前には、ＧａＡｓ層３０６内、Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ層（ただし１≧ｘ＞０）１０５内、およびＡｌy Ｇａ1-y Ａｓ層（ただし１＞ｙ≧０）１０４内に形成されており、ｐ型ＧａＡｓ領域１１０ａと、ｐ型Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ領域１１０ｂと、ｐ型Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ領域１１０ｃとにより構成される。また、第２の拡散領域１６１０Ｂは、第１の拡散領域１６１０を取り囲むように、ＧａＡｓ層３０６内およびＡｌx Ｇａ1-x Ａｓ層１０５内に形成されており、ｐ型ＧａＡｓ領域１１０ａと、ｐ型Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ領域１１０ｂとにより構成される。
【０１３９】
ｐ型拡散領域１６１０の拡散フロント１６３０は、ＧａＡｓ層１０６内およびＡｌx Ｇａ1-x Ａｓ層１０５内に形成された第１の拡散領域１６１０Ａの拡散フロント（第１の拡散フロント）１６３０Ａと、Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ層１０５内およびＡｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０４内に形成された第２の拡散領域１１０Ｂの拡散フロント（第２の拡散フロント）１６３０Ｂからなる。拡散フロント１６３０および拡散フロント１６３０によるｐｎ接合は、ｎ型のＧａＡｓ層３０６内およびｎ型のＡｌＧａＡｓ層５１４内に形成される。
【０１４０】
半導体発光装置１７は、第１の拡散領域１６１０Ａ表面のｐ型ＧａＡｓ領域１１０ａをエッチング除去した構造である。また、基板表面付近に形成された第２の拡散フロント１６３０Ｂ（ＧａＡｓ層３０６内に形成された拡散フロントおよびＡｌx Ｇａ1-x Ａｓ層１０５内のＧａＡｓ層３０６との界面近傍の拡散フロント）をエッチング除去した構造である。ｐ型拡散領域１６１０の形成が済んだ半導体基板５００の表面に、第１のエッチング領域１６２０ａおよび第２のエッチング領域１６２０ｂからなるエッチング領域１６２０を形成する。第１のエッチング領域１６２０ａを形成することにより、第１の拡散領域１６１０Ａ内のｐ型ＧａＡｓ領域１１０ａ、および第１の拡散領域１６１０Ａ内のｐ型Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ領域１１０ｂのｐ型ＧａＡｓ領域１１０ａとの界面近傍の領域を除去する。また、第２のエッチング領域１６２０ｂを形成することにより、ＧａＡｓ層３０６内、およびＡｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０５内のＧａＡｓ層３０６との界面近傍に形成された第２の拡散フロント１６３０Ｂを除去する。
【０１４１】
第１のエッチング領域１６２０ａを形成したことにより、第１の拡散領域１６１０Ａ表面のｐ型ＧａＡｓ領域１１０ａは、全面的に除去される。これにより、第１の拡散領域１６１０Ａは、ｐ型Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ領域１１０ｂと、ｐ型Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ領域１１０ｃとにより構成されるようになる。また、ｐ側ＧａＡｓ領域１１０ａは、第２の拡散領域１６１０Ｂ表面のみに残る。
【０１４２】
また、第２のエッチング領域１６２０ｂを形成したことにより、ＧａＡｓ層１０６の上面からＡｌx Ｇａ1-x Ａｓ層１０５の上記界面近傍の層領域までの第２の拡散フロント１６３０Ｂが除去される。これにより、第２の拡散領域１６１０Ｂ内に残ったｐ型ＧａＡｓ領域１１０ａとｎ型ＧａＡｓ領域３０６ａとは、第２の拡散領域１６１０Ｂ内に残ったｐ型ＧａＡｓ領域１１０ａを取り囲むように形成された第２のエッチング領域１６２０Ｂにより空間的に分離される。また、第２の拡散フロント１６３０Ｂおよびこの第２の拡散フロント１３０Ｂによるｐｎ接合は、Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ層１０５の内部だけに残る。従って、拡散フロント１６３０およびこの拡散フロント１６３０によるｐｎ接合は、ＡｌＧａＡｓ層５１４の内部だけに残る。
【０１４３】
半導体発光装置１７の層間絶縁膜１０７には、ｐ型拡散領域１６１０を露出させる開口部１０７ａと、ｎ型ＧａＡｓ領域３０６ａを露出させる開口部１０７ｂとが設けられている。ｐ側電極１６０８は、第２の拡散領域１６１０Ｂ上および層間絶縁膜１０７上に形成されており、第２の拡散領域１６１０Ｂ表面のｐ型ＧａＡｓ領域１１０ａにオーミックコンタクトしている。第２の拡散領域１６１０Ｂ表面のｐ型ＧａＡｓ領域１１０ａは、第１の拡散領域１６１０Ａの周囲を取り囲むように残されているので、ｐ側電極１６０８は第１の拡散領域１６１０Ａの周囲を取り囲むように形成される。第１の拡散領域１６１０Ａ上には、電極は形成されない。また、ｎ側電極５０９は、ｐ側電極１６０８と同じ基板表面側に設けられており、開口部１０７ｂにおいてｎ型ＧａＡｓ領域３０６ａにオーミックコンタクトしている。
【０１４４】
ｐ型Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ領域１１０ｂが全面的に露出した第１の拡散領域１６１０Ａは、上記第３の実施形態の第１の拡散領域１１０Ａと同様に、発光源を構成する拡散領域として機能し、第１の拡散フロント１６３０ＡによりＡｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０４内に形成されたｐｎ接合付近が発光源となる。また、ｐ型電極１６０８にオーミックコンタクトしている第２の拡散領域１６１０Ｂは、上記第３の実施形態の第２の拡散領域１１０Ｂと同様に、ｐ側電極１６０８と第１の拡散領域１６１０Ａの間の電流パスとして機能し、第２の拡散フロント１６３０Ｂによるｐｎ接合には、順方向電流がほとんど流れない（このｐｎ接合付近では光はほとんど発生しない）。
【０１４５】
つまり、半導体発光装置１７は、上記第３の実施形態の半導体発光装置５において、ｐ型拡散領域１１０をｐ型拡散領域１６１０とし、エッチング領域１２０をエッチング領域１６２０とし、ｐ側電極１０８をｐ側電極１６０８としたものであり、発光源を構成する拡散領域として機能する第１の拡散領域１６１０Ａの周囲を取り囲むように、電流パスとして機能する第２の拡散領域１６１０Ｂおよびｐ側電極１６０８を配置したものである。また、半導体発光装置１７は、上記第６の実施形態の半導体発光装置１６において、ＧａＡｓバッファー層およびＧａＡｓ基板を半絶縁性とし、クラッド層となるｎ型Ａｌz Ｇａ1-z Ａｓ層１０３を省略し、ｎ側電極を基板表面側に設けたものである。第１の拡散領域１６１０Ａを取り囲むように第２の拡散領域１６１０Ｂおよびｐ側電極を配置することにより、発光源となるＡｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０４内のｐｎ接合付近における電流分布を均一にすることができるので、上記第３の実施形態よりも発光強度分布を均一にすることができ、また発光強度を高くすることができる。なお、半導体発光装置１７の動作は、上記第３の実施形態の半導体発光装置５と同じなので、その説明を省略する。
【０１４６】
このように第７の実施形態によれば、発光源を構成する拡散領域として機能する第１の拡散領域１６１０Ａの周囲を取り囲むように、電流パスとして機能する第２の拡散領域１６１０Ｂおよびｐ側電極１６０８を形成したことにより、上記第３の実施形態よりも発光強度分布を均一にすることができ、また発光強度を高くすることができる。
【０１４７】
なお、上記第７の実施形態では、第１の拡散領域１６１０Ａ内のｐ型ＧａＡｓ領域１１０ａを全面的にエッチング除去した構造であったが、上記のｐ型ＧａＡｓ領域１１０ａを残しても良い。ただし、この場合には、ＧａＡｓ層３０６を薄く形成し（例えば５００［Å］以下）、ＧａＡｓ層３０６での光の吸収を小さくすることが望ましい。
【０１４８】
また、上記第７の実施形態では、ＧａＡｓ層３０６に形成された拡散フロント１６３０、およびＡｌx Ｇａ1-x Ａｓ層１０５のＧａＡｓ層３０６との界面近傍に形成された拡散フロント１６３０をエッチング除去したが、ＧａＡｓ層３０６内に形成された拡散フロント１６３０だけをエッチング除去し、Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ層１０５内のＧａＡｓ層３０６との界面近傍に形成された拡散フロント１６３０を残した構造としても良い。つまり、ＧａＡｓ層３０６とＡｌx Ｇａ1-x Ａｓ層１０５の界面から基板表面までに形成された拡散フロント１３０をエッチング除去した構造としても良い。
【０１４９】
また、上記第７の実施形態の半導体基板５００では、発光層となるＡｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０４の下に、発光層よりもエネルギバンドギャップの大きいクラッド層を設けていないが、Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０４の下にクラッド層を設けても良い。Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０４の下のクラッド層は、ｎ型、半絶縁性、ｐ型のいずれであっても良い。Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０４の下のクラッド層をｎ型とし、ＧａＡｓバッファー層５０２およびＧａＡｓ基板５０１をｎ型としても良い。また、Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０４の下のクラッド層をｐ型とし、ＧａＡｓバッファー層５０２およびＧａＡｓ基板５０１をｐ型としても良い。
【０１５０】
また、上記第７の実施形態では、基板最上層に電極とオーミックコンタクトを形成するためのＧａＡｓ層３０６を設けたが、Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ層１０５のＡｌ組成比ｘを０．２以下に小さくし、ＧａＡｓ層３０６を設けずに、第２の拡散領域１６１０Ｂのｐ型Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ領域１１０ｂにｐ側電極１６０８をオーミックコンタクトさせ、ｎ型Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ領域にｎ側電極５０９をオーミックコンタクトさせた構造としても良い。
【０１５１】
また、上記第７の実施形態では、基板最上層のＧａＡｓ層がｎ型であったが、基板最上層のＧａＡｓ層は、半絶縁性でも良い。この場合には、半絶縁性のＧａＡｓ層にｎ型Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ領域に達するｎ型拡散領域を形成し、このｎ型拡散領域にｎ側電極５０９をオーミックコンタクトさせる。
【０１５２】
また、上記第７の実施形態では、ｎ側電極５０９をｐ型拡散領域１６１０付近に形成したが、基板表面におけるｎ側電極の形成位置は任意であり、例えば、チップサイズを最も小さくできる位置、あるいはワイヤボンディングが容易な位置に形成すれば良い。
【０１５３】
第８の実施形態
図２５は本発明の第８の実施形態の半導体発光装置１８の構造を示す断面図である。また、図２６は本発明の第８の実施形態の半導体発光装置１８のＬＥＤ周辺の構造を示す上面図である。図２５は図２６におけるＣ−Ｃ’間の断面図である。なお、図２５および図２６において、図２１および図２２と同じものには同じ符号を付してある。
【０１５４】
半導体発光装置１８は、半導体基板１００と、層間絶縁膜１０７と、ｐ側電極１６０８と、ｎ側電極１０９と、半導体基板１００に形成された第１の拡散領域１６１０Ａおよび第２の拡散領域１６１０Ｂからなるｐ型拡散領域１６１０と、半導体基板１００に形成された第１のエッチング領域１８２０ａおよび第２のエッチング領域１８２０ｂからなるエッチング領域１８２０とを備えている。
【０１５５】
半導体発光装置１８は、上記第６の実施形態と同様に、半導体基板１００に選択的に、発光源として機能する第１の拡散領域１６１０Ａと、電流パスとしてして機能する第２の拡散領域１６１０Ｂからなるｐ型拡散領域１６１０を形成した構造である。
【０１５６】
Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ層（ただし１＞ｙ≧０）内のｐｎ接合付近で発生した光は、基板内を基板表面と垂直な方向に進行するだけでなく斜めの方向にも進行し、外部に出射するので、発生した光が出射する基板表面領域である光取り出し領域１８４０は、図２６の上面図においては、一般的に、発光源を構成する第１の拡散領域１６１０Ａよりも大きくなる。従って、上記第６の実施形態の半導体発光装置１６の構造では、第２の拡散領域１６１０Ｂの一部も光取り出し領域１８４０に含まれ、光取り出し領域１８４０の周辺部に、発生した光の遮蔽層となるｐ側電極１６０８および上記光の吸収層となるｐ型ＧａＡｓ領域１１０ａが形成されている。光取り出し領域１８４０内のｐ型ＧａＡｓ領域１１０ａを全面的に除去し、ｐ側電極１６０８を光取り出し領域１８４０の外に設け、光取り出し領域１８４０内のｐ型Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ領域１１０ｂを全面的に露出された構造とすることにより、上記第６の実施形態の半導体発光装置１６よりもさらに光取り出し効率を高くすることができる。
【０１５７】
半導体発光装置１８は、第１の拡散領域１６１０Ａ内のｐ型ＧａＡｓ領域１１０ａを含む、光取り出し領域１８４０内のｐ型ＧａＡｓ領域１１０ａをエッチング除去した構造である。また、基板表面付近（ＧａＡｓ層１０６内およびＡｌx Ｇａ1-x Ａｓ層１０５内のＧａＡｓ層１０６との界面近傍）に形成された第２の拡散フロント１６３０Ｂをエッチング除去した構造である。ｐ型拡散領域１６１０の形成が済んだ半導体基板１００の表面に、第１のエッチング領域１８２０ａおよび第２のエッチング領域１８２０ｂからなるエッチング領域１８２０を形成する。第１のエッチング領域１８２０ａを形成することにより、第１の拡散領域１６１０Ａ内のｐ型ＧａＡｓ領域１１０ａ、および第１の拡散領域１６１０Ａ内のｐ型Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ領域１１０ｂのｐ型ＧａＡｓ領域１１０ａとの界面近傍の領域を除去する。また、第２のエッチング領域１８２０ｂを形成することにより、ＧａＡｓ層１０６内、およびＡｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０５内のＧａＡｓ層１０６との界面近傍に形成された第２の拡散フロント１６３０Ｂを除去する。第１のエッチング領域１８２０ａおよび第２のエッチング領域１８２０ｂは、基板表面（ＧａＡｓ層１０６の上面）からＡｌx Ｇａ1-x Ａｓ層１０５の上記界面近傍の層領域に至るように形成される。
【０１５８】
第１のエッチング領域１８２０ａを形成したことにより、光取り出し領域１８４０内のｐ型ＧａＡｓ領域１１０ａは全面的に除去され、ｐ型ＧａＡｓ領域１１０ａは光取り出し領域１８４０に含まれない第２の拡散領域１６１０Ｂ表面のみに残る。これにより、第１の拡散領域１６１０Ａおよび光取り出し領域１８４０に含まれる第２の拡散領域１６１０Ｂは、ｐ型Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ領域１１０ｂと、ｐ型Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ領域１１０ｃとにより構成されるようになる。
【０１５９】
また、第２のエッチング領域１８２０ｂを形成したことにより、ＧａＡｓ層１０６の上面からＡｌx Ｇａ1-x Ａｓ層１０５の上記界面近傍の層領域までの第２の拡散フロント１６３０Ｂが除去される。これにより、第２の拡散領域１６１０Ｂ内に残ったｐ型ＧａＡｓ領域１１０ａと半絶縁性ＧａＡｓ領域１０６ａとは、第２の拡散領域１６１０Ｂ内に残ったｐ型ＧａＡｓ領域１１０ａを取り囲むように形成された第２のエッチング領域１６２０ｂにより空間的に分離される。また、第２の拡散フロント１６３０Ｂおよびこの第２の拡散フロント１６３０Ｂによるｐｎ接合は、Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ層１０５の内部だけに残る。従って、拡散フロント１６３０およびこの拡散フロント１６３０によるｐｎ接合は、ＡｌＧａＡｓ層１１４の内部だけに残る。
【０１６０】
また、半導体発光装置１８では、ｐ側電極１６０８は、光取り出し領域１８４０の外に設けられており、第２の拡散領域１６１０Ｂのｐ型ＧａＡｓ領域１１０ａにオーミックコンタクトしている。第２の拡散領域１６１０Ｂ表面のｐ型ＧａＡｓ領域１１０ａは、光取り出し領域１８４０の周囲を取り囲むように残されており、ｐ側電極１６０８は光取り出し領域１８４０の周囲を取り囲むように形成される。光取り出し領域１８４０上には、電極は形成されない。
【０１６１】
つまり、半導体発光装置１８は、上記第６の実施形態の半導体装置１６において、第１のエッチング領域１６２０ａを、光取り出し領域１８４０を全面的に含む第１のエッチング領域１８２０ａとしたものであり、光取り出し領域１８４０内にｐ型ＧａＡｓ領域１１０ａおよびｐ側電極１６０８が存在せず、光取り出し領域１８４０内のｐ型Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ領域１１０ｂを全面的に露出させた構造である。なお、半導体発光装置１８の動作は、上記第６の実施形態の半導体発光装置１６と同じなので、その説明を省略する。
【０１６２】
このように第８の実施形態によれば、発光源となるＡｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０４内のｐｎ接合を構成する第１の拡散領域１１０Ａの全表面を含む光取り出し領域１８４０内に、発生した光の遮蔽層となるｐ側電極１６０８および発生した光の吸収層となるｐ型ＧａＡｓ領域１１０ａが存在しない構造としたことにより、上記第６の実施形態よりもさらに発光効率を高くすることができる。
【０１６３】
なお、上記第８の実施形態では、第１の光取り出し領域１８４０内のｐ型ＧａＡｓ領域１１０ａを全面的にエッチング除去した構造であったが、上記のｐ型ＧａＡｓ領域１１０ａを残し、ｐ型電極１６０８を光取り出し領域１８４０の外に設けても良い。ただし、この場合には、ＧａＡｓ層１０６を薄く形成し（例えば５００［Å］以下）、ｐ型ＧａＡｓ領域１１０ａでの光の吸収を小さくすることが望ましい。
【０１６４】
また、上記第８の実施形態では、ＧａＡｓ層１０６に形成された拡散フロント１６３０、およびＡｌx Ｇａ1-x Ａｓ層１０５のＧａＡｓ層１０６との界面近傍に形成された拡散フロント１６３０をエッチング除去したが、ＧａＡｓ層１０６内に形成された拡散フロント１６３０だけをエッチング除去し、Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ層１０５内のＧａＡｓ層１０６との界面近傍に形成された拡散フロント１６３０を残し、ｐ型電極１６０８を光取り出し領域１８４０の外に設けても良い。つまり、ＧａＡｓ層１０６とＡｌx Ｇａ1-x Ａｓ層１０５の界面から基板表面までに形成された拡散フロント１６３０をエッチング除去し、ｐ型電極１０８を光取り出し領域１８４０の外に設けた構造としても良い。
【０１６５】
また、上記第８の実施形態では、電極とオーミックコンタクトするための基板最上層のコンタクト半導体層が半絶縁性のＧａＡｓ層１０６であったが、基板最上層のＧａＡｓ層はｎ型であっても良い。
【０１６６】
また、上記第８の実施形態では、ｎ側電極を半導体基板５００の裏面（下面）側に設けたが、ｎ側電極をｐ側電極と同じ半導体基板５００の表面（上面）側に設けても良い。
【０１６７】
従って、上記第８の実施形態の光取り出し領域１８４０内にｐ側電極１６０８およびｐ型ＧａＡｓ領域１１０ａが存在しない構造を、上記第７の実施形態の半導体発光装置に適用することも可能である。
【０１６８】
また、上記第８の実施形態では、基板最上層に電極とオーミックコンタクトを形成するためのＧａＡｓ層１０６を設けたが、Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ層１０５のＡｌ組成比ｘを０．２以下に小さくし、ＧａＡｓ層１０６を設けずに、第２の拡散領域１６１０Ｂのｐ型Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ領域１６１０ｂにｐ側電極１６０８をオーミックコンタクトさせ、ｐ型電極１６０８を光取り出し領域１２４０の外に設けた構造としても良い。
【０１６９】
第９の実施形態
図２７は本発明の第９の実施形態の半導体発光装置１９の構造を示す断面図である。また、図２８は本発明の第９の実施形態の半導体発光装置１９のＬＥＤ周辺の構造を示す上面図である。図２７は図２８におけるＡ−Ａ’間の断面図である。なお、図２７および図２８において、図１および図２と同じものには同じ符号を付してある。
【０１７０】
半導体発光装置１９は、半導体基板１００と、層間絶縁膜１０７と、ｐ側電極１９０８と、ｎ側電極１０９と、半導体基板１００に形成されたｐ型拡散領域１９１０と、半導体基板１００に形成されたエッチング領域１９２０とを備えている。
【０１７１】
半導体発光装置１９は、上記第１の実施形態と同じ半導体基板１００に、選択的にｐ型拡散領域１９１０を形成した構造である。ｐ型拡散領域１９１０は、ｐ型不純物であるＺｎを半導体基板１００の表面から選択的に拡散させることにより、半絶縁性のＧａＡｓ層１０６内およびｎ型のＡｌＧａＡｓ層１１４内に形成される。ｐ型拡散領域１９１０は、ｐ型ＧａＡｓ領域１９１０ａと、ｐ型Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ領域（ただし１≧ｘ＞０）１９１０ｂと、ｐ型Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ領域（ただし１＞ｙ≧０）１９１０ｃとにより構成される。ｐ型拡散領域１９１０の拡散フロント１９３０は、半絶縁性のＧａＡｓ層１０６内およびＡｌＧａＡｓ層１１４内に形成されるが、拡散フロント１９３０によるｐｎ接合は、半絶縁性のＧａＡｓ層１０６内には形成されず、ＡｌＧａＡｓ層１１４内だけに形成される。拡散フロント１９３０の深さ方向拡散フロントは、Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０４の内部にある。
【０１７２】
半導体発光装置１９は、電極コンタクト領域１９５０に含まれないｐ型ＧａＡｓ領域１９１０ａをエッチング除去したものである。また、基板表面付近（ＧａＡｓ層１０６内およびＡｌx Ｇａ1-x Ａｓ層１０５内のＧａＡｓ層１０６との界面近傍）に形成された拡散フロント１９３０をエッチング除去した構造である。電極コンタクト領域１９５０は、ｐ型拡散領域１９１０表面の部分領域であるとともに、ｐ側電極１９０８形成領域の部分領域であり、ｐ側電極１９０８とｐ型拡散領域１９１０（ｐ型ＧａＡｓ領域１９１０ａ）とがオーミックコンタクトを形成する領域である。ｐ型拡散領域１９１０の形成が済んだ半導体基板１００の表面に、エッチング領域１９２０を形成することにより、電極コンタクト領域１９５０に含まれないｐ型ＧａＡｓ領域１９１０ａ、および電極コンタクト領域１９５０に含まれないｐ型Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ領域１９１０ｂ内のｐ型ＧａＡｓ領域１１０ａとの界面近傍領域を除去する。また、ＧａＡｓ層１０６内、およびＡｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０５内のＧａＡｓ層１０６との界面近傍に形成された拡散フロント１９３０を除去する。エッチング領域１９２０は、基板表面（ＧａＡｓ層１０６の上面）からＡｌx Ｇａ1-x Ａｓ層１０５の上記界面近傍の層領域に至るように形成される。また、図２８の上面図に示すように、エッチング領域１９２０は、電極コンタクト領域１９５０を取り囲むように形成され、エッチング領域端１９２０ｃは、ｐ型拡散領域１９１０よりも大きな領域となる。
【０１７３】
エッチング領域１９２０を形成したことにより、電極コンタクト領域１９５０以外のｐ型ＧａＡｓ領域１９１０ａは除去され、ｐ型ＧａＡｓ領域１９１０ａは、電極コンタクト領域１９５０内のみに残る。また、ＧａＡｓ層１０６の上面からＡｌx Ｇａ1-x Ａｓ層１０５の上記界面近傍の層領域までの拡散フロント１９３０が除去される。これにより、電極コンタクト領域１９５０以外のｐ型拡散領域１９１０およびｐ型拡散領域１９１０の周辺では、Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ層１０５が露出した構造となる。また、電極コンタクト領域１９５０内に残ったｐ型ＧａＡｓ領域１９１０ａと半絶縁性ＧａＡｓ領域１０６ａとは、ｐ型ＧａＡｓ領域１９１０ａを取り囲むように形成されたエッチング領域１９２０により空間的に分離される。また、拡散フロント１９３０およびこの拡散フロント１９３０によるｐｎ接合は、Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ層１０５およびＡｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０４の内部だけに残る。
【０１７４】
エッチング領域１９２０が形成された半導体基板１００の表面上には、層間絶縁膜１０７が形成される。この層間絶縁膜１０７には、ｐ型拡散領域１９１０を露出させる開口部が設けられており、開口部端１０７ｃは、図２８の上面図に示すように、ｐ型拡散領域１９１０よりも小さい領域である。従って、層間絶縁膜１０７は、半絶縁性ＧａＡｓ領域１０６ａ、およびｐ型拡散領域１９１０の周部領域を含むエッチング領域１９２０の周部領域を被覆している。
【０１７５】
ｐ型拡散領域１９１０上および層間絶縁膜１０７上には、ｐ型ＧａＡｓ領域１９１０ａにオーミックコンタクトするｐ側電極１９０８が形成される。ｐ側電極１９０８は、ｐ型ＧａＡｓ領域１９１０ａが残されている電極コンタクト領域１９５０の全面に形成され、ｐ型ＧａＡｓ領域１９１０ａの全面にコンタクトしている。従って、半導体発光装置１９では、ｐ型拡散領域１９１０内の電極形成領域以外の表面領域は、ｐ型ＧａＡｓ領域１９１０がエッチング除去され、ｐ型Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ領域１９１０ｂが露出した構造である。ｐ側電極１９０８としては、例えば、Ａｌからなる電極が形成される。層間絶縁膜１０７は、ｐ側電極１９０８がｎ型Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ領域に接触してｐ型半導体領域とｎ型半導体領域がショートしないように設けられたものである。
【０１７６】
半導体発光装置１９の動作は、上記第１の実施形態の半導体発光装置１と概略同じである。ただし、ｐ型拡散領域１９１０は、電流パスとなる拡散領域であるとともに、発光源を構成する拡散領域でもあり、ｐ側電極１９０８からの順方向電流は、ｐ型拡散領域１９１０を通り、発光源となるＡｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０４内のｐｎ接合に供給される。また、電極形成領域以外のｐ型Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ領域１９１０ｂ上面、および電極形成領域以外のｐ型拡散領域１９１０周辺のＡｌx Ｇａ1-x Ａｓ層１０５上面に到達した光が、外部に放射される。
【０１７７】
半導体発光装置１９では、電極形成領域内だけにｐ型ＧａＡｓ領域１９１０ａが残されており、電極形成領域以外のｐ型ＧａＡｓ領域１９１０ａがエッチング除去されているので、Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０４内で発生した光がｐ型Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ領域１９１０ｂ上面から外部に取り出されるまでに通過するのは、透過層となるＡｌx Ｇａ1-x Ａｓ層１０５だけであり、発生した光を全く吸収を受けずに外部に取り出すことができるので、光の取り出し効率を高くすることができる。
【０１７８】
また、ｎ型Ａｌz Ｇａ1-z Ａｓ層１０３およびＡｌx Ｇａ1-x Ａｓ層１０５のエネルギバンドギャップは、Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０４のエネルギバンドギャップよりも大きいので、Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０４内のｐｎ接合を介して注入された少数キャリアは、Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０４内に閉じ込められる。Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０４内のキャリアが高くなるので、Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０４内での発光再結合成分が増加し、発光再結合効率を高くすることができる。
【０１７９】
また、ＧａＡｓ層１０６内に形成された拡散フロント、およびＡｌＧａＡｓ層１１４内のＧａＡｓ層１０６との界面近傍に形成された拡散フロントを除去したことにより、基板表面付近に高電界領域が発生しないので、発光再結合効率を高くすることができる。
【０１８０】
このように第９の実施形態によれば、ｎ型のＡｌＧａＡｓ層１１４の上の最上層に電極とオーミックコンタクトを形成するためのＧａＡｓ層１０６を設けた半導体基板１００を用い、この半導体基板１００に選択的にｐ型拡散領域１９１０を形成し、電極コンタクト領域１９５０内を除き、ｐ型ＧａＡｓ領域１９１０ａをエッチング除去したことにより、発光効率を高くすることができる。
【０１８１】
なお、上記第９の実施形態では、ＧａＡｓ層１０６、およびＡｌx Ｇａ1-x Ａｓ層１０５内のＧａＡｓ層１０６との界面近傍の層領域をエッチング除去したが、ＧａＡｓ層１０６だけをエッチング除去しても良い。つまり、ＧａＡｓ層１０６とＡｌx Ｇａ1-x Ａｓ層１０５の界面から基板表面までにエッチング領域を形成した構造としても良い。
【０１８２】
また、上記第９の実施形態では、電極とオーミックコンタクトするための基板最上層のコンタクト半導体層が半絶縁性のＧａＡｓ層１０６であったが、基板最上層のＧａＡｓ層はｎ型であっても良い。
【０１８３】
また、上記第９の実施形態では、ｎ側電極を半導体基板１００の裏面（下面）側に設けたが、ｎ側電極をｐ側電極と同じ半導体基板の表面（上面）側に設けても良い。
【０１８４】
第１０の実施形態
図２９は本発明の第１０の実施形態の半導体発光装置２０の構造を示す断面図である。なお、半導体発光装置２０の上面図は、図２８において、前記光取り出し領域を全面的に含むようにエッチング領域を形成したものであり、図２９は図２８におけるＡ−Ａ’間の断面に対応する図である。また、図３０は本発明の第１０の実施形態の半導体発光装置２０における光取り出し領域を説明する図である。なお、図２９において、図２７と同じものには同じ符号を付してある。
【０１８５】
半導体発光装置２０は、半導体基板１００と、層間絶縁膜１０７と、ｐ側電極１９０８と、ｎ側電極１０９と、半導体基板１００に形成されたｐ型拡散領域１９１０と、半導体基板１００に形成されたエッチング領域２０２０とを備えている。半導体発光装置２０は、上記第９の実施形態と同様に、半導体基板１００に選択的にｐ型拡散領域１９１０を形成した構造である。
【０１８６】
Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ層（ただし１＞ｙ≧０）１０４内のｐｎ接合付近で発生した光は、基板内を基板表面と垂直な方向に進行するだけでなく斜めの方向にも進行し、外部に出射するので（図３０参照）、発生した光が出射する基板表面領域である光取り出し領域２０４０は、上面図においては、一般的に、ｐ型拡散領域１９１０よりも大きくなる。従って、上記第９の実施形態の半導体発光装置１９の構造では、光取り出し領域２０４０の周辺部に、発生した光の吸収層となるＧａＡｓ層１０６（半絶縁性ＧａＡｓ領域１０６ａ）が形成されている。光取り出し領域２０４０内のＧａＡｓ層１０６を全面的に除去し、光取り出し領域２０４０内の電極形成領域以外のＡｌx Ｇａ1-x Ａｓ層（ただし１≧ｘ＞０）１０５が全面的に露出した構造とすることにより、上記第９の実施形態の半導体発光装置１９よりもさらに光取り出し効率を高くすることができる。
【０１８７】
半導体発光装置２０は、電極コンタクト領域１９５０以外のｐ型ＧａＡｓ領域１９１０ａを含む、光取り出し領域２０４０内のＧａＡｓ層１０６をエッチング除去した構造である。また、基板表面付近に形成された拡散フロント１９３０をエッチング除去した構造である。ｐ型拡散領域１９１０の形成が済んだ半導体基板１００の表面に、エッチング領域２０２０を形成することにより、光取り出し領域２０４０内の電極コンタクト領域１９５０以外のＧａＡｓ層１０６を除去する。また、ＧａＡｓ層１０６内、およびＡｌy Ｇａ1-y Ａｓ層１０５内のＧａＡｓ層１０６との界面近傍に形成された拡散フロント１９３０を除去する。エッチング領域２０２０を形成したことにより、電極コンタクト領域１９５０を除く光取り出し領域２０４０内では、Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ層１０５が露出した構造となり、ｐ型ＧａＡｓ領域１９１０ａは、電極コンタクト領域１９５０内のみに残る。
【０１８８】
つまり、半導体発光装置２０は、上記第９の実施形態の半導体装置１９において、エッチング領域１９２０を、光取り出し領域２０４０を全面的に含むエッチング領域２０２０としたものであり、電極形成領域を除く光取り出し領域２０４０内にＧａＡｓ層１０６が存在せず、電極形成領域を除く光取り出し領域２０４０内のＡｌx Ｇａ1-x Ａｓ層１０５を全面的に露出させた構造である。なお、半導体発光装置２０の動作は、上記第９の実施形態の半導体発光装置１９と同じなので、その説明を省略する。
【０１８９】
このように第１０の実施形態によれば、電極コンタクト領域１９５０内を除き、光取り出し領域２０４０内のＧａＡｓ層１０６をエッチング除去したことにより、上記第９の実施形態よりもさらに発光効率を高くすることができる。
【０１９０】
なお、上記第１０の実施形態では、ＧａＡｓ層１０６、およびＡｌx Ｇａ1-x Ａｓ層１０５内のＧａＡｓ層１０６との界面近傍の層領域をエッチング除去したが、ＧａＡｓ層１０６だけをエッチング除去しても良い。つまり、ＧａＡｓ層１０６とＡｌx Ｇａ1-x Ａｓ層１０５の界面から基板表面までにエッチング領域を形成した構造としても良い。
【０１９１】
また、上記第１０の実施形態では、電極とオーミックコンタクトするための基板最上層の半導体層が半絶縁性のＧａＡｓ層１０６であったが、基板最上層のＧａＡｓ層はｎ型であっても良い。
【０１９２】
第１１の実施形態
図３１および図３２は本発明の第１１の実施形態の半導体発光装置２１の構造を示す断面図である。また、図３３は本発明の第１１の実施形態の半導体発光装置２１のＬＥＤ周辺の構造を示す上面図である。図３１は図３３におけるＢ−Ｂ’間の断面図であり、図３２は図３３におけるＣ−Ｃ’間の断面図である。なお、図３１ないし図３３において、図１６、図１７、図２７ないし図２９と同じものには同じ符号を付してある。
【０１９３】
半導体発光装置２１は、半導体基板５００と、層間絶縁膜１０７と、ｐ側電極１９０８と、ｎ側電極５０９と、半導体基板５００に形成されたｐ型拡散領域１９１０と、半導体基板５００に形成されたエッチング領域２０２０とを備えている。
【０１９４】
半導体発光装置２１は、上記第３の実施形態と同じ半導体基板５００に、上記第１０の実施形態と同じｐ型拡散領域１９１０およびエッチング領域２０２０を形成した構造である。図３３の上面図に示すように、エッチング領域２０２０は電極コンタクト領域１９５０を取り囲むように形成され、エッチング領域端２０２０ｃは光取り出し領域２０４０よりも大きな領域となる。
【０１９５】
半導体発光装置２１の層間絶縁膜１０７には、ｐ型拡散領域１９１０を露出させる開口部１０７ａと、ｎ型ＧａＡｓ領域３０６ａを露出させる開口部１０７ｂとが設けられている。ｐ側電極１９０８は、ｐ型拡散領域１９１０上および層間絶縁膜１０７上に形成されており、電極コンタクト領域１９５０のｐ型ＧａＡｓ領域１９１０ａに全面的にオーミックコンタクトしており、ｐ型ＧａＡｓ領域１９１０ａを全面的に被覆している。また、ｎ側電極５０９は、ｐ側電極１９０８と同じ基板表面側に設けられており、開口部１０７ｂにおいてｎ型ＧａＡｓ領域３０６ａにオーミックコンタクトしている。
【０１９６】
つまり、半導体発光装置２１は、上記第１０の実施形態の半導体発光装置２０において、ＧａＡｓバッファー層およびＧａＡｓ基板を半絶縁性とし、クラッド層となるｎ型Ａｌz Ｇａ1-z Ａｓ層（ただし１≧ｚ＞０）１０３を省略し、ｎ側電極を基板表面側に設けたものである。なお、半導体発光装置２１の動作は、上記第１０の実施形態の半導体発光装置２０と同じなので、その説明を省略する。
【０１９７】
このように第１１の実施形態によれば、電極コンタクト領域１９５０内を除き、光取り出し領域２０４０内のＧａＡｓ層３０６をエッチング除去したことにより、上記第９の実施形態の半導体発光装置１９においてｎ側電極を基板表面側に設けたものよりもさらに発光効率を高くすることができる。
【０１９８】
なお、上記第１１の実施形態では、ＧａＡｓ層３０６、およびＡｌx Ｇａ1-x Ａｓ層（ただし１≧ｘ＞０）１０５内のＧａＡｓ層３０６との界面近傍の層領域をエッチング除去したが、ＧａＡｓ層３０６だけをエッチング除去しても良い。つまり、ＧａＡｓ層３０６とＡｌx Ｇａ1-x Ａｓ層１０５の界面から基板表面までにエッチング領域を形成した構造としても良い。
【０１９９】
また、上記第１１の実施形態では、電極とオーミックコンタクトするための基板最上層の半導体層がｎ型のＧａＡｓ層３０６であったが、基板最上層のＧａＡｓ層は半絶縁性であっても良い。
【０２００】
以上の第１ないし第１１の実施形態では、ｎ型半導体層としてＡｌＧａＡｓ層を用いたが、ｎ型半導体層は、ＩｎＧａＰ層やＩｎＧａＡｌＡｓ層等の他の材料でも良い。
【０２０１】
また、上記第１ないし第１１の実施形態では、半導体基板の最下層にＧａＡｓ基板を用いたが、Ｓｉ基板を用いても良い。ｎ型Ｓｉ基板にｎ側電極をオーミックコンタクトさせるには、例えばＡｌからなるｎ側電極を形成すれば良い。
【０２０２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の半導体発光装置によれば、第１の半導体層の上に第１の半導体層よりもエネルギバンドギャップの大きい第２の半導体層を積層した第１導電型の半導体層を有する半導体基板を用い、基板上面から第１の半導体層の内部までの基板領域に、第１の拡散領域を形成し、基板上面から第２の半導体層の内部までの基板領域に、第１の拡散領域に連結する第２の拡散領域１１０Ｂを形成し、第２の拡散領域にコンタクトする第２導電側電極を第１の拡散領域の上を除く基板表面側に設けたことにより、発光源を構成する第１の拡散領域の表面には遮蔽層となる電極が存在せず、第１の拡散領域の全表面が光取り出し領域となるので、電極の拡散領域被覆率に制限されることなく、発光効率を高くすることができるという効果がある。
【０２０３】
また、半導体基板の表面付近の横方向拡散フロントをエッチング除去したことにより、半導体基板の表面付近に高電界領域が発生しないので、発光効率を高くすることができるという効果がある。
【０２０４】
また、本発明の別の半導体発光装置によれば、第１の半導体層の上に第１の半導体層よりもエネルギバンドギャップの大きい第２の半導体層を積層した第１導電型の半導体層を有し、この第１導電型の半導体層の上の基板最上層にコンタクト半導体層を設けた半導体基板を用い、この半導体基板に第２導電型拡散領域を形成し、電極コンタクト領域以外の第２導電型コンタクト半導体領域をエッチング除去したことにより、発光効率を高くすることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の半導体発光装置の構造を示す断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の半導体発光装置の構造を示す断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態の半導体発光装置の構造を示す上面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態の他の半導体発光装置の構造を示す断面図である。
【図５】本発明の第１の実施形態の他の半導体発光装置の構造を示す断面図である。
【図６】本発明の第２の実施形態の半導体発光装置の構造を示す断面図である。
【図７】本発明の第２の実施形態の半導体発光装置の構造を示す断面図である。
【図８】本発明の第３の実施形態の半導体発光装置の構造を示す断面図である。
【図９】本発明の第３の実施形態の半導体発光装置の構造を示す上面図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態の他の半導体発光装置の構造を示す断面図である。
【図１１】本発明の第３の実施形態の他の半導体発光装置の構造を示す断面図である。
【図１２】本発明の第３の実施形態の他の半導体発光装置の構造を示す断面図である。
【図１３】本発明の第３の実施形態の他の半導体発光装置の構造を示す断面図である。
【図１４】本発明の第３の実施形態の他の半導体発光装置の構造を示す上面図である。
【図１５】本発明の第４の実施形態の半導体発光装置の構造を示す上面図である。
【図１６】本発明の第５の実施形態の半導体発光装置の構造を示す断面図である。
【図１７】本発明の第５の実施形態の半導体発光装置の構造を示す上面図である。
【図１８】本発明の第５の実施形態の他の半導体発光装置の構造を示す上面図である。
【図１９】本発明の第５の実施形態の他の半導体発光装置の構造を示す断面図である。
【図２０】本発明の第５の実施形態の他の半導体発光装置の構造を示す断面図である。
【図２１】本発明の第６の実施形態の半導体発光装置の構造を示す断面図である。
【図２２】本発明の第６の実施形態の半導体発光装置の構造を示す上面図である。
【図２３】本発明の第７の実施形態の半導体発光装置の構造を示す断面図である。
【図２４】本発明の第７の実施形態の半導体発光装置の構造を示す上面図である。
【図２５】本発明の第８の実施形態の半導体発光装置の構造を示す断面図である。
【図２６】本発明の第８の実施形態の半導体発光装置の構造を示す上面図である。
【図２７】本発明の第９の実施形態の半導体発光装置の構造を示す断面図である。
【図２８】本発明の第９の実施形態の半導体発光装置の構造を示す上面図である。
【図２９】本発明の第１０の実施形態の半導体発光装置の構造を示す断面図である。
【図３０】本発明の第１０の実施形態の半導体発光装置の構造を示す断面図である。
【図３１】本発明の第１１の実施形態の半導体発光装置の構造を示す上面図である。
【図３２】本発明の第１１の実施形態の半導体発光装置の構造を示す断面図である。
【図３３】本発明の第１１の実施形態の半導体発光装置の光取り出し領域を説明する図である。
【図３４】従来の半導体発光装置の構造を示す断面図である。
【符号の説明】
１〜２１  半導体発光装置、  １００，３００，４００，５００，６００，７００，８００  半導体基板、  １０３  ｎ型Ａｌz Ｇａ1-z Ａｓ層、  １０４  ｎ型Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ層、  １０５，４０５  ｎ型Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ層、  １０６  半絶縁性ＧａＡｓ層、  １０８，１６０８，１９０８  ｐ側電極、  １０９，５０９  ｎ側電極、  １１０，４１０，１１１０，１５１０，１６１０，１９１０  ｐ型拡散領域、  １１０Ａ，４１０Ａ，１１１０Ａ，１５１０Ａ，１６１０Ａ  第１の拡散領域、  １１０Ｂ，４１０Ｂ，１１１０Ｂ，１５１０Ｂ，１６１０Ｂ  第２の拡散領域、  １１０ａ，１９１０ａ  ｐ型ＧａＡｓ領域、  １１４，４１４，５１４，７１４，８１４  ＡｌＧａＡｓ層、  １２０，２２０，１２２０，１６２０，１８２０，１９２０，２０２０  エッチング除去領域、１３０，１６３０，１９３０  拡散フロント、  ３０６  ｎ型ＧａＡｓ層、  ５０１  半絶縁性ＧａＡｓ基板、  ５０２  半絶縁性ＧａＡｓバッファー層、  ７０３  半絶縁性Ａｌz Ｇａ1-z Ａｓ層、  ８０３  ｐ型Ａｌz Ｇａ1-z Ａｓ層、  １２４０，１５４０，１８４０，２０４０  光取り出し領域、  １９５０  電極コンタクト領域。
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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