(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＩｎＧａＡｌＰを活性層とする半導体発光装置において、
前記活性層及びその上側層を貫通して孔部を形成し、この孔部内の活性層及びその上側層を除去した部分に絶縁膜を介してワイヤボンディング部を設け、さらにこのワイヤボンディング部を、光取り出し面となる前記上側層の上面に配置した線状電極に接続したことを特徴とする半導体発光装置。
【請求項２】
前記上側層のうち前記活性層と接する層をＰクラッド層とし、前記活性層を挟んで前記Ｐクラッド層と反対側となる層をＮクラッド層とすることでダブルヘテロ構造を構成したことを特徴とする請求項１に記載の半導体発光装置。
【請求項３】
前記線状電極は、前記ワイヤボンディング部を中心にして放射状に複数配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の半導体発光装置。
【請求項４】
ＩｎＧａＡｌＰを活性層とする半導体発光装置の製造方法において、
ＧａＡｓ基板上に、少なくとも多層反射層と、ＩｎＧａＡｌＰからなるＮクラッド層と、前記活性層と、ＩｎＧａＡｌＰからなるＰクラッド層と、ＧａＡｌＡｓからなる窓層とを順次積層して形成する工程と、
前記窓層、前記Ｐクラッド層及び前記活性層を貫通する孔部をエッチングにより形成する工程と、
前記孔部内の活性層及びその上側層を除去した部分に絶縁膜を形成する工程と、
前記絶縁膜の上部にワイヤボンディング部を設けるとともに、光取り出し面となる前記窓層の表面に前記ワイヤボンディング部に接続した線状電極を配置することを特徴とする半導体発光装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＩｎＧａＡｌＰを活性層とする半導体発光装置及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
基板の上に化合物半導体を積層して構成される各種の半導体発光素子の中で、４元化合物半導体ＩｎＧａＡｌＰを活性層とする半導体発光素子は、高輝度のオレンジ色やアンバー色の発光ダイオード及び赤色レーザーダイオードとして製品化されている。このようなＩｎＧａＡｌＰを活性層とするものでは、ＧａＡｓを基板とすることで、従来のＧａＰやＧａＡｓ等を用いるものに比べると、赤色から緑色の高輝度発光が既に達成されている。
【０００３】
製品化されている高輝度オレンジ色またはアンバー色発光の半導体発光素子の構造の一例を図３に示す。この半導体発光素子５０は有機金属気相成長法により、ｎ型ＧａＡｓ基板５１の表面に、ｎ型ＧａＡｓバッファ層５２と、ｎ型のＧａＡｌＡｓとＩｎＡｌＰの２０ペアからなる超格子の多層反射層５３と、ｎ型ＩｎＧａＡｌＰのクラッド層５４と、ノンドープＩｎＧａＡｌＰの活性層５５と、ｐ型ＩｎＧａＡｌＰのクラッド層５６と、ｐ型ＧａＡｌＡｓの窓層５８とを順に積層したダブルヘテロ構造としたものである。
【０００４】
そして、ｎ型ＧａＡｓ基板５１側には、ＡｕとＧｅの合金層とＡｕ層からなるｎ側電極６１を形成し、ｐ型ＧａＡｌＡｓの窓層５８側には、ＡｕとＺｎの合金層とＡｕ層からなるｐ側電極６０を形成している。
【０００５】
ここで、ノンドープＩｎＧａＡｌＰの活性層５５を挟むクラッド層５４，５６は活性層５５よりＡｌ混晶比を高くすることにより、活性層５５に対する電子及び正孔の閉じ込みが行なわれる。また、窓層５８は、ｐ側電極６０から流される電流を十分に広げて活性層５５に注入するためにやや厚く（数μｍ程度）形成されている。そして、クラッド層５４，５６及び窓層５８は、ともに活性層５５から発光される光に対して透明である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の半導体発光素子５０は、光取り出し面側に設けられたｐ側電極６０が活性層５５の上方に配置されているため、活性層５５から発光される光はｐ側電極６０によって遮られることになる。
【０００７】
このため、ワイヤボンディングされるｐ側電極６０の面積分だけ発光効率が下がるという問題がある。
【０００８】
そこで本発明は、活性層に無駄な電流が流れることを防止して発光効率を上げる半導体発光素子を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の半導体発光装置においては、活性層及びその上側層を貫通して孔部を形成し、この孔部内に絶縁膜を介してワイヤボンディング部を設け、さらにこのワイヤボンディング部を、上側層の上面に配置した線状電極に接続したものである。
【００１０】
この発明によれば、活性層に無駄な電流が流れることを防止するとともに均一に電流を流して発光効率を上げる半導体発光素子が得られる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本願の第１の発明は、ＩｎＧａＡｌＰを活性層とする半導体発光装置において、前記活性層及びその上側層を貫通して孔部を形成し、この孔部内の活性層及びその上側層を除去した部分に絶縁膜を介してワイヤボンディング部を設け、さらにこのワイヤボンディング部を、光取り出し面となる前記上側層の上面に配置した線状電極に接続したことを特徴とする半導体発光装置としたものであり、活性層に孔部を形成することにより、ワイヤボンディング部の下側からの発光がほとんどなくなり、活性層から発光される光がワイヤボンディング部により遮られず、また、線状電極を用いるので、電流を分散すると共に遮光を少なくするという作用を有する。
本願の第２の発明は、第１の発明において、前記上側層のうち前記活性層と接する層をＰクラッド層とし、前記活性層を挟んで前記Ｐクラッド層と反対側となる層をＮクラッド層とすることでダブルヘテロ構造を構成したことを特徴としたものである。
【００１２】
本願の第３の発明は、第１の発明または第２の発明において、前記線状電極は、前記ワイヤボンディング部を中心にして放射状に複数配置されていることを特徴とする半導体発光装置であり、ワイヤボンディング部に供給された電流は放射状に分散して均一に流される。
【００１３】
本願の第４の発明は、ＩｎＧａＡｌＰを活性層とする半導体発光装置の製造方法において、ＧａＡｓ基板上に、少なくとも多層反射層と、ＩｎＧａＡｌＰからなるＮクラッド層と、前記活性層と、ＩｎＧａＡｌＰからなるＰクラッド層と、ＧａＡｌＡｓからなる窓層とを順次積層して形成する工程と、前記窓層、前記Ｐクラッド層及び前記活性層を貫通する孔部をエッチングにより形成する工程と、前記孔部内の活性層及びその上側層を除去した部分に絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜の上部にワイヤボンディング部を設けると共に、光取り出し面となる前記窓層の表面に前記ワイヤボンディング部に接続した線状電極を配置することを特徴とする半導体発光装置の製造方法であり、かかる手順によって、発光効率のよい半導体発光装置を容易に製造できる。
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について、図１を用いて説明する。
【００１５】
図１は本発明の半導体発光装置の正断面図、図２は同半導体発光装置の平面図を示す。
【００１６】
半導体発光装置１は、有機金属気相成長法により、ｎ型のＧａＡｓ基板７の表面に、ｎ型ＧａＡｓからなるバッファ層２と、ｎ型のＧａＡｌＡｓとＩｎＡｌＰの２０ペアからなる超格子の多層反射層３と、ｎ型ＩｎＧａＡｌＰのＮクラッド層４と、ノンドープＩｎＧａＡｌＰの活性層５と、ｐ型ＩｎＧａＡｌＰのＰクラッド層６と、ｐ型ＧａＡｌＡｓの窓層８とを順に積層してダブルヘテロ構造としている。
【００１７】
そして、ＧａＡｓ基板７の下面側には、ＡｕとＧｅの合金層とＡｕ層からなるｎ側電極１１が形成されている。
【００１８】
Ｎクラッド層４，Ｐクラッド層６及び窓層８は、ともに活性層５から発光される光に対して透明である。
【００１９】
活性層５及びその上側層であるＰクラッド層６及び窓層８には、各層を貫通して円形の孔部１２が形成されている。孔部１２の底面はＮクラッド層４の上部に形成されている。孔部１２の底面及び側面には、これを覆うＳｉＯ2からなる絶縁膜１３が設けられている。
【００２０】
絶縁膜１３の上部には、ＡｕとＺｎの合金層とＡｕ層からなる金属製の円形のワイヤボンディング部１４が設けられ、窓層８の上面には、ワイヤボンディング部１４を中心にして半導体発光装置１の四隅に向かって放射状に４本配置された線状電極１５が設けられている。線状電極１５はワイヤボンディング部１４と同じ材質からなり、その内側端は、ワイヤボンディング部１４の外周部に接続されている。
【００２１】
電流は、ワイヤボンディング部１４に供給され、線状電極１５を介して、各層を下側に向かって流れる。線状電極１５によって、広い範囲に電流を分散させて流すことができる。
【００２２】
活性層５の孔部１２が形成された部分には電流が流れず、また、発光もしないので、他の部分に多くの電流を流すことができる。活性層５から発せられる光は窓層８から取り出されるが、直線状の線状電極１５に邪魔される光は少なくなり、多くの光を取り出すことができる。
【００２３】
かかる構成によって、周辺部の発光強度を強くするとともに窓層８表面で遮光される光を減らして、全体の発光効率を上げることができる。
【００２４】
次に、半導体発光装置１の製造手順について説明する。
【００２５】
まず、従来の有機金属気相成長法と同様な方法により、ＧａＡｓ基板７上に、少なくとも多層反射層３と、ＩｎＧａＡｌＰからなるＮクラッド層４と、活性層５と、ＩｎＧａＡｌＰからなるＰクラッド層６と、ＧａＡｌＡｓからなる窓層８とを順次積層して形成する。
【００２６】
次いで、窓層８、Ｐクラッド層６及び活性層５を貫通する孔部１２をエッチングにより形成する。この工程を詳しく説明すると、まず、ダブルヘテロ構造が形成されたウエハーの窓層８の表面にフォトリソグラフ工程によりレジストでパターンを形成し、中央に形成した円を除いた表面をレジスト膜で被覆する。次に、レジストが被覆されていない部分をエッチングし、窓層８、Ｐクラッド層６及び活性層５を除去し、Ｎクラッド層４を表面に露出させ、レジストを除去する。
【００２７】
次に、孔部１２に絶縁膜１３を形成する。ＳｉＯ2からなる絶縁膜１３の形成は、まず、温度４００℃程度でＣＶＤ装置を用いＳｉＯ2膜を４００ｎｍ〜５００ｎｍの膜厚で生成し、次いで、フォトリソグラフで孔部１２より直径で１０〜２０μｍ程度大きいレジストパターンを被覆し、そして、他の部分のＳｉＯ2をエッチングで除去することにより行う。
【００２８】
次に、絶縁膜１３の上部に円形のワイヤボンディング部１４を設けるとともに、窓層８の表面にワイヤボンディング部１４に接続した線状電極１５を放射状に配置、固定する。
【００２９】
このようにして、半導体発光装置１を形成することができる。
【００３０】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、活性層に孔部を形成することにより、ワイヤボンディング部の下側からの発光がほとんどなくなり、活性層から発光される光がワイヤボンディング部により遮られず、発光効率をよくすることができる。また、線状電極を用いるので、電流を均一に分散するとともに遮光を少なくして、さらに発光効率をよくすることができる。
【００３１】
さらに、線状電極を放射状に複数配置することにより、ワイヤボンディング部に供給された電流が放射状に分散して均一に流され、発光強度を均一化することができる。
【００３２】
また、窓層、Ｐクラッド層及び活性層を貫通する孔部をエッチングにより形成することにより、発光効率のよい半導体発光装置を容易に製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の半導体発光装置の正断面図
【図２】同半導体発光装置の平面図
【図３】従来例にかかる半導体発光装置の正断面図
【符号の説明】
１  半導体発光装置
２  バッファ層
３  多層反射層
４  Ｎクラッド層
５  活性層
６  Ｐクラッド層
７  ＧａＡｓ基板
８  窓層
１１  ｎ側電極
１２  孔部
１３  絶縁膜
１４  ワイヤボンディング部
１５  線状電極
【図１】
0004058937.tif 000002
【図２】
0004058937.tif 000003
【図３】
0004058937.tif 000004