(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基板と、
上記絶縁基板上に配置されるバッファ層と、
上記バッファ層上に配置され、第１の表面及び第２の表面を含む、ＧａＮ系材料からなるｎ型半導体接触層と、
上記ｎ型半導体接触層の上記第１の表面上に配置されるｎ型のクラッド層と、
上記ｎ型のクラッド層上に配置される発光層と、
上記発光層上に配置されるｐ型クラッド層と、
上記ｐ型クラッド層上に配置されるｐ型半導体層と、
上記ｐ型半導体層上に配置される、ｎ＋型ＧａＮ系からなる逆方向トンネリング層と、
上記ｎ＋型の逆方向トンネリング層上に配置されるｐ側の透明オーミック電極と、
上記ｎ型半導体接触層の上記第２の表面上に配置されるｎ側の透明オーミック電極と
を含み、
上記ｐ側の透明オーミック電極及びｎ側の透明オーミック電極は、同一の材料から形成される
発光ダイオード。
【請求項２】
上記絶縁基板は、サファイアを含む
請求項１記載の発光ダイオード。
【請求項３】
上記ｐ側の透明オーミック電極及びｎ側の透明オーミック電極は、酸化インジウムスズ、酸化カドミウムスズ、及び、窒化チタンタングステンからなるグループから選択される少なくとも１つの化合物から形成される
請求項１記載の発光ダイオード。
【請求項４】
前記ｎ型半導体接触層は、ｎ＋半導体層からなる
請求項１記載の発光ダイオード。
【請求項５】
上記ｐ側の透明オーミック電極及びｎ側の透明オーミック電極は、酸化インジウムスズから形成される
請求項１記載の発光ダイオード。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発光ダイオード（ＬＥＤ）に関わり、より詳細には、絶縁基板を有する発光ダイオードに関する。
【０００２】
【従来の技術】
発光ダイオード（ＬＥＤ）は、光ディスプレイ装置、信号機、データ記憶機器、通信装置、照明装置、及び、医療機器を含む様々な用途に使用されている。ＬＥＤを設計するエンジニアの主な目的の１つは、ＬＥＤから発される光の輝度を増加することである。
【０００３】
米国特許第５，５６３，４２２号は、図１０に窒化ガリウム（ＧａＮ）系のＬＥＤを開示する。このＬＥＤは、ニッケル、金、又は、ニッケル‐金合金から形成されるｐ側のオーミック電極５６を有する。このＬＥＤは更に、チタン、アルミニウム、又は、チタン‐アルミニウム合金から形成されるｎ側のオーミック電極５７を有する。電極５６と電極５７が異なる材料から形成されるので、電極５６及び電極５７をそれぞれ形成するために２つの蒸着処理と２つのフォトリソグラフィック処理を必要とする。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、同一の材料から形成されるｐ側のオーミック電極とｎ側のオーミック電極を有するＬＥＤを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の発光ダイオードは、絶縁基板と、上記絶縁基板上に配置されるバッファ層と、  上記バッファ層上に配置され、第１の表面及び第２の表面を含む、ＧａＮ系材料からなるｎ型半導体接触層と、上記ｎ型半導体接触層の上記第１の表面上に配置されるｎ型のクラッド層と、上記ｎ型のクラッド層上に配置される発光層と、上記発光層上に配置されるｐ型クラッド層と、上記ｐ型クラッド層上に配置されるｐ型半導体層と、上記ｐ型半導体層上に配置される、ｎ＋型ＧａＮ系からなる逆方向トンネリング層と、上記ｎ＋型の逆方向トンネリング層上に配置されるｐ側の透明オーミック電極と、上記ｎ型半導体接触層の上記第２の表面上に配置されるｎ側の透明オーミック電極とを含み、上記ｐ側の透明オーミック電極及びｎ側の透明オーミック電極は、同一の材料から形成される。
【０００６】
本発明において、ｐ側の透明オーミック電極とｎ側の透明オーミック電極は同一の材料から形成されるので、１つの蒸着処理と１つのフォトリソグラフィック処理だけで、ｐ側の透明オーミック電極とｎ側の透明オーミック電極を同時に形成することができ、その結果、ＬＥＤの製造費を少なくすることができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の上記及び他の目的は、当業者は、様々な図面に示す好適な実施例の以下に示す詳細な説明を読むことにより明らかとなるであろう。
【０００８】
図１を参照するに、本発明の良好な実施例である絶縁基板を有するＬＥＤを示す。ＬＥＤは、スタック構造を有し、サファイア絶縁基板１０、絶縁基板１０上に配置されるＧａＮバッファ層１１、バッファ層１１上に配置されるｎ＋型ＧａＮコンタクト層１２、ｎ＋型コンタクト層１２上に配置されるｎ型ＡｌＧａＮクラッド層１３、ｎ型クラッド層１３上に配置され、多重量子井戸（ＭＱＷ）構造を有するＩｎＧａＮ発光層１４、発光層１４上に配置されるｐ型ＡｌＧａＮクラッド層１５、ｐ型クラッド層１５上に配置されるｐ型ＧａＮコンタクト層１６、及び、ｐ型コンタクト層１６上に配置されるｎ＋型ＩｎＧａＮ逆方向トンネリング層２０から構成される。
【０００９】
サファイアは誘電体であるので、ｎ＋型コンタクト層１２の一部を露出するために、ＬＥＤのスタック構造の一部をエッチングしなければならない。次に、ＬＥＤの露出された表面にＩＴＯ層が形成される。その次に、フォトリソグラフィック処理を使用して、ｎ＋型逆方向トンネリング層２０上にｐ側の透明オーミック電極１７が、ｎ＋型コンタクト層１２の露出された部分の上にｎ側の透明オーミック電極１９がそれぞれ形成される。
【００１０】
本発明の良好な実施例では、ｎ＋型逆方向トンネリング層２０は、約１．５×１０２０ｃｍ−３の高いキャリア濃度と、約２０オングストロームの厚さを有し、高い透明度を有する。逆方向トンネリング層２０とコンタクト層１６との間のｐｎ接合、及び、クラッド層１５とクラッド層１３との間のｐｎ接合は、トンネル効果によって逆方向トンネリング層２０をトンネリングする電子を誘発するために、反対のバイアス状態でなければならない。例えば、逆方向トンネリング層２０とコンタクト層１６との間のｐｎ接合が順方向バイアス状態である場合は、クラッド層１５とクラッド層１３との間のｐｎ接合は、逆方向バイアス状態でなければならない。或いは、逆方向トンネリング層２０とコンタクト層１６との間のｐｎ接合が逆方向バイアス状態である場合は、クラッド層１５とクラッド層１３との間のｐｎ接合は、順方向バイアス状態でなければならない。
【００１１】
更に、本発明の他の実施例では、ＩｎＧａＮ発光層１４の多重量子井戸構造は、単一量子井戸構造によって置き換えられることも可能である。ＧａＮバッファ層１１及び／又はｐ型コンタクト層１６は選択的に、このＬＥＤ構造から取り除かれても良い。ｎ＋型ＧａＮ材料は、ｎ型ＧａＮ材料によって置き換えられることが可能である。
【００１２】
従来技術と比較すると、本発明のＬＥＤのｐ側の透明オーミック電極１７及びｎ側の透明オーミック電極１９は、ＩＴＯ、ＣＴＯ、又は、ＴｉＷＮといった同一の材料から形成される。従って、本発明では、ＬＥＤの製造手順は単純化され、製造費も効果的に少なくなる。
【００１３】
当業者は、本発明の主旨を維持しながら装置の多数の変更及び変形を容易に気が付くであろう。従って、上記の開示は、特許請求の範囲によってのみその範囲が制限されるものと理解するべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の良好な実施例による絶縁基板を有するＬＥＤを示す図である。
【符号の説明】
１０  サファイア絶縁基板
１１  ＧａＮバッファ層
１２  ｎ＋型ＧａＮコンタクト層
１３  ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層
１４  ＩｎＧａＮ発光層
１５  ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層
１６  ｐ型ＧａＮコンタクト層
１７  ｐ側の透明オーミック電極
１９  ｎ側の透明オーミック電極
２０  逆方向トンネリング層
【図１】
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