JP2000269546A - 光半導体素子 - Google Patents
光半導体素子Info
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Landscapes
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 受発光部と配線部との間の段差を小さくした
光半導体素子を提供する。 【解決手段】 ｎ型ＧａＡｓ基板１上に、ｎ型ＡｌＡｓ
電流通電領域２-1とＡｌxＯy電流阻止領域２-2とからな
る電流経路規制層２、ｎ型Ａｌ0.4Ｇａ0.6Ａｓ下部クラ
ッド層３、ｐ型Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ａｓ活性層４、および
ｐ型Ａｌ0.4Ｇａ0.6Ａｓ上部クラッド層５とを、発光部
ＥＬＥからパッド部ＰＡＤまで連続して設ける。さら
に、ｐ+型ＧａＡｓ電極コンタクト層６、中間絶縁膜
７、およびＰ電極層８を設け、ｎ型ＧａＡｓ基板１の裏
面にＮ電極層９を設ける。発光部ＥＬＥからパッド部Ｐ
ＡＤまで、ほぼ同じ層構成になるため、Ｐ電極層８の段
差が解消される。
光半導体素子を提供する。 【解決手段】 ｎ型ＧａＡｓ基板１上に、ｎ型ＡｌＡｓ
電流通電領域２-1とＡｌxＯy電流阻止領域２-2とからな
る電流経路規制層２、ｎ型Ａｌ0.4Ｇａ0.6Ａｓ下部クラ
ッド層３、ｐ型Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ａｓ活性層４、および
ｐ型Ａｌ0.4Ｇａ0.6Ａｓ上部クラッド層５とを、発光部
ＥＬＥからパッド部ＰＡＤまで連続して設ける。さら
に、ｐ+型ＧａＡｓ電極コンタクト層６、中間絶縁膜
７、およびＰ電極層８を設け、ｎ型ＧａＡｓ基板１の裏
面にＮ電極層９を設ける。発光部ＥＬＥからパッド部Ｐ
ＡＤまで、ほぼ同じ層構成になるため、Ｐ電極層８の段
差が解消される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、発光ダイオード
（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）、半導体レーザ、あ
るいは受光素子等の光半導体素子に関するものである。
（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）、半導体レーザ、あ
るいは受光素子等の光半導体素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】光半導体素子は様々な応用素子が実用化
されている。その中でも例えば面発光型ＬＥＤは、種々
の光源として利用されており、そのＬＥＤをアレイ化し
たＬＥＤアレイ装置は、例えば電子写真方式のプリンタ
用光源などとして利用されている。図５は、従来のＬＥ
Ｄアレイ装置の典型的一例を示す構成図であり、各ＬＥ
Ｄは、半導体基板２０１、その上に形成された下部クラ
ッド層２０３と活性層２０４と上部クラッド層とを含む
半導体層、一端部で電極コンタクト層２０６を介して半
導体層２０５に積層されて発光部ＥＬＥの一端部からパ
ッド部ＰＡＤまで連続して形成された上部電極層２０
８、この上部電極層２０８をその下層から絶縁する中間
絶縁膜２０７、および、半導体基板２０１の裏面に設け
られた下部電極層２０９等、とから構成されと共に、各
ＬＥＤの発光部は、ＬＥＤの発光部に供給された電流
が、発光部以外に広がって発光量が低下するのを防止す
るため、エッチングにより島状に加工して構成されてい
る。
されている。その中でも例えば面発光型ＬＥＤは、種々
の光源として利用されており、そのＬＥＤをアレイ化し
たＬＥＤアレイ装置は、例えば電子写真方式のプリンタ
用光源などとして利用されている。図５は、従来のＬＥ
Ｄアレイ装置の典型的一例を示す構成図であり、各ＬＥ
Ｄは、半導体基板２０１、その上に形成された下部クラ
ッド層２０３と活性層２０４と上部クラッド層とを含む
半導体層、一端部で電極コンタクト層２０６を介して半
導体層２０５に積層されて発光部ＥＬＥの一端部からパ
ッド部ＰＡＤまで連続して形成された上部電極層２０
８、この上部電極層２０８をその下層から絶縁する中間
絶縁膜２０７、および、半導体基板２０１の裏面に設け
られた下部電極層２０９等、とから構成されと共に、各
ＬＥＤの発光部は、ＬＥＤの発光部に供給された電流
が、発光部以外に広がって発光量が低下するのを防止す
るため、エッチングにより島状に加工して構成されてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の構成
によれば、電流を供給する上部電極層２０８は、発光部
ＥＬＥと配線部ＬＥＡとの境界で、島状に形成された半
導体層２０３，２０４，２０５の段差を乗り越える必要
があり、その結果、段差部で配線が段切れすることがあ
るという問題があった。また従来、この段切れを防止す
る方法としては、電極層を厚くするなどの方法が用いら
れる場合もあったが、その場合、島状にエッチング加工
のためのエッチング液の劣化も早まり、また、電極材料
の成膜時間、エッチング時間が増加することによるコス
トアップが問題であった。したがって、本発明の目的
は、格別に厚い電極層を形成することなしに、発光部と
配線部との間の段差を小さくした光半導体素子およびそ
の製造方法を提供することにある。
によれば、電流を供給する上部電極層２０８は、発光部
ＥＬＥと配線部ＬＥＡとの境界で、島状に形成された半
導体層２０３，２０４，２０５の段差を乗り越える必要
があり、その結果、段差部で配線が段切れすることがあ
るという問題があった。また従来、この段切れを防止す
る方法としては、電極層を厚くするなどの方法が用いら
れる場合もあったが、その場合、島状にエッチング加工
のためのエッチング液の劣化も早まり、また、電極材料
の成膜時間、エッチング時間が増加することによるコス
トアップが問題であった。したがって、本発明の目的
は、格別に厚い電極層を形成することなしに、発光部と
配線部との間の段差を小さくした光半導体素子およびそ
の製造方法を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、従来の典型的
は光半導体素子と同様に、光が入力されもしくは光が出
力されまたは光が入出力される受発光部と、外部との接
続が行われるパッド部と、当該発光部と当該パッド部と
の接続を行う配線部とからなり、半導体基板の一方の面
の上部に、少なくとも、活性層を含む半導体層と、配線
部とパッド部とにおいて上部電極層をその下層から絶縁
する中間絶縁膜と、前記上部電極層とを、この順に積層
して備え、前記半導体基板の他方の面に下部電極層を備
えた光半導体素子に関するものである。請求項１の発明
は、活性層を含む半導体層を、受発光部からパッド部ま
で連続して設けていることを１つの特徴とする。さら
に、電流通電領域と電流阻止領域とからなる電流経路規
制層が、受発光部からパッド部まで連続して、半導体基
板と半導体層との間に設けられ、かつ、電流経路規制層
の電流阻止領域は、配線部を含む領域に設けられてい
る、ことを他の特徴とする。この構成によれば、従来の
平面形状を維持して受発光部からパッド部まで類似の層
構成となり、発光部と配線部との間の段差が解消され
る。また、少なくとも配線部において、活性層を含む半
導体層と半導体基板との間に電流阻止領域が介在するた
め、上部電極と下部電極との間を流れる電流は実質的に
受発光部に規制される。請求項２の発明は、発光面から
垂直方向に光を出力する発光部と、外部との接続が行わ
れるパッド部と、発光部とパッド部との接続を行うパッ
ド部よりも幅の狭い配線部と、からなる発光用または発
光兼受光用の光半導体素子に関する。この光半導体素子
は、電流通電領域および電流阻止領域とからなり、発光
部からパッド部まで連続して、半導体基板の上部に設け
られた、電流経路規制層と、発光部からパッド部まで連
続して、電流経路規制層の上部に設けられた、活性層を
含む半導体層とを有する。また、少なくとも配線部から
パッド部まで連続して、半導体層の上部に設けられた、
電極コンタクト層と、少なくとも配線部からパッド部ま
で連続して、電極コンタクト層の上部に設けられた、中
間絶縁層とを有する。また、発光部の一部からパッド部
まで連続して設けられ、一端部で電極コンタクト層上に
直接積層され、配線部からパッド部まで中間絶縁層上に
直接積層されている、上部電極層を有する。さらに、電
流経路規制層の電流阻止領域は、発光面側からみて少な
くとも前記電極層の影となる領域を含んで設けられ低流
ことを1つの特徴とする。この構成によれば、従来の平
面形状を維持して発光部からパッド部まで類似の層構成
となり、発光部と配線部との間の段差が解消されるとと
もに、受発光部においては、電流経路規制層によって、
発光面側からみて電極層の陰にならない所定領域に電流
通電領域が設定されるため、電極層直下での無効な受発
光を低減することができる。請求項３の発明は、半導体
基板の上部に、少なくとも、導電型のＡｌＡｓ層、活性
層を含む半導体層、および、電極コンタクト層を、順次
形成する第１工程と、この第１工程で得られた層をエッ
チングして、所定の島状の積層体を得る第２工程とを有
する。さらに、少なくとも配線部を除いてこの積層体を
覆う酸化防止膜を形成した後、酸化処理する第３工程と
を有し、半導体基板と半導体層との間に、導電型のＡｌ
Ａｓ領域とその酸化絶縁物領域とからなる電流経路規制
層を形成することを特徴とする。この製造方法によれ
ば、電流素子領域となる酸化絶縁物領域を後工程の選択
酸化によって形成するため、電流経路規制層のためのＡ
ｌＡｓ層、活性層を含む半導体層、および電極コンタク
ト層を、連続して成長させることができ、光半導体素子
の製造が簡単になる。
は光半導体素子と同様に、光が入力されもしくは光が出
力されまたは光が入出力される受発光部と、外部との接
続が行われるパッド部と、当該発光部と当該パッド部と
の接続を行う配線部とからなり、半導体基板の一方の面
の上部に、少なくとも、活性層を含む半導体層と、配線
部とパッド部とにおいて上部電極層をその下層から絶縁
する中間絶縁膜と、前記上部電極層とを、この順に積層
して備え、前記半導体基板の他方の面に下部電極層を備
えた光半導体素子に関するものである。請求項１の発明
は、活性層を含む半導体層を、受発光部からパッド部ま
で連続して設けていることを１つの特徴とする。さら
に、電流通電領域と電流阻止領域とからなる電流経路規
制層が、受発光部からパッド部まで連続して、半導体基
板と半導体層との間に設けられ、かつ、電流経路規制層
の電流阻止領域は、配線部を含む領域に設けられてい
る、ことを他の特徴とする。この構成によれば、従来の
平面形状を維持して受発光部からパッド部まで類似の層
構成となり、発光部と配線部との間の段差が解消され
る。また、少なくとも配線部において、活性層を含む半
導体層と半導体基板との間に電流阻止領域が介在するた
め、上部電極と下部電極との間を流れる電流は実質的に
受発光部に規制される。請求項２の発明は、発光面から
垂直方向に光を出力する発光部と、外部との接続が行わ
れるパッド部と、発光部とパッド部との接続を行うパッ
ド部よりも幅の狭い配線部と、からなる発光用または発
光兼受光用の光半導体素子に関する。この光半導体素子
は、電流通電領域および電流阻止領域とからなり、発光
部からパッド部まで連続して、半導体基板の上部に設け
られた、電流経路規制層と、発光部からパッド部まで連
続して、電流経路規制層の上部に設けられた、活性層を
含む半導体層とを有する。また、少なくとも配線部から
パッド部まで連続して、半導体層の上部に設けられた、
電極コンタクト層と、少なくとも配線部からパッド部ま
で連続して、電極コンタクト層の上部に設けられた、中
間絶縁層とを有する。また、発光部の一部からパッド部
まで連続して設けられ、一端部で電極コンタクト層上に
直接積層され、配線部からパッド部まで中間絶縁層上に
直接積層されている、上部電極層を有する。さらに、電
流経路規制層の電流阻止領域は、発光面側からみて少な
くとも前記電極層の影となる領域を含んで設けられ低流
ことを1つの特徴とする。この構成によれば、従来の平
面形状を維持して発光部からパッド部まで類似の層構成
となり、発光部と配線部との間の段差が解消されるとと
もに、受発光部においては、電流経路規制層によって、
発光面側からみて電極層の陰にならない所定領域に電流
通電領域が設定されるため、電極層直下での無効な受発
光を低減することができる。請求項３の発明は、半導体
基板の上部に、少なくとも、導電型のＡｌＡｓ層、活性
層を含む半導体層、および、電極コンタクト層を、順次
形成する第１工程と、この第１工程で得られた層をエッ
チングして、所定の島状の積層体を得る第２工程とを有
する。さらに、少なくとも配線部を除いてこの積層体を
覆う酸化防止膜を形成した後、酸化処理する第３工程と
を有し、半導体基板と半導体層との間に、導電型のＡｌ
Ａｓ領域とその酸化絶縁物領域とからなる電流経路規制
層を形成することを特徴とする。この製造方法によれ
ば、電流素子領域となる酸化絶縁物領域を後工程の選択
酸化によって形成するため、電流経路規制層のためのＡ
ｌＡｓ層、活性層を含む半導体層、および電極コンタク
ト層を、連続して成長させることができ、光半導体素子
の製造が簡単になる。
【０００５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を用いて説明する。図１は本発明の実施の形態を示すＬ
ＥＤアレイ装置の平面図とそのＡ’ーＡ”線に沿った断
面図、図２と図３は、図１のＬＥＤの製造工程を示す断
面図である。図１において、この実施形態のＬＥＤは、
ｎ型ＧａＡｓ基板１、ｎ型ＡｌＡｓ電流通電領域２-1と
ＡｌxＯy電流阻止領域２-2とからなる電流経路規制層
２、ｎ型Ａｌ0.4Ｇａ0.6Ａｓ下部クラッド層３、ｐ型Ａ
ｌ0.15Ｇａ0.85Ａｓ活性層４、ｐ型Ａｌ0.4Ｇａ0.6Ａｓ
上部クラッド層５、ｐ+型ＧａＡｓ電極コンタクト層
６、中間絶縁膜７、上部電極であるＰ電極層８、および
下部電極であるＮ電極層９とから構成される。各ＬＥＤ
は、発光部ＥＬＥ、配線部ＬＥＡ、およびパッド部ＰＡ
Ｄからなり、これらは共に同じような層構成を有し、素
子分離のために、ｎ型ＧａＡｓ基板１上において島状に
されている。
を用いて説明する。図１は本発明の実施の形態を示すＬ
ＥＤアレイ装置の平面図とそのＡ’ーＡ”線に沿った断
面図、図２と図３は、図１のＬＥＤの製造工程を示す断
面図である。図１において、この実施形態のＬＥＤは、
ｎ型ＧａＡｓ基板１、ｎ型ＡｌＡｓ電流通電領域２-1と
ＡｌxＯy電流阻止領域２-2とからなる電流経路規制層
２、ｎ型Ａｌ0.4Ｇａ0.6Ａｓ下部クラッド層３、ｐ型Ａ
ｌ0.15Ｇａ0.85Ａｓ活性層４、ｐ型Ａｌ0.4Ｇａ0.6Ａｓ
上部クラッド層５、ｐ+型ＧａＡｓ電極コンタクト層
６、中間絶縁膜７、上部電極であるＰ電極層８、および
下部電極であるＮ電極層９とから構成される。各ＬＥＤ
は、発光部ＥＬＥ、配線部ＬＥＡ、およびパッド部ＰＡ
Ｄからなり、これらは共に同じような層構成を有し、素
子分離のために、ｎ型ＧａＡｓ基板１上において島状に
されている。
【０００６】次に、図２と図３を参照して、この実施形
態におけるＬＥＤの構成と製造工程を説明をする。ま
ず、図２（Ａ）に示すように、ＧａＡｓ基板１上に、ｎ
型ＡｌＡｓ層２-1、ｎ型Ａｌ0.4Ｇａ0.6Ａｓ層３、ｐ型
Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ａｓ４、ｐ型Ａｌ0.4Ｇａ0.6Ａｓ層
５、およびｐ+型ＧａＡｓ層６、を順にエピタキシャル
成長させる。ここでのエピタキシャル成長させる方法
は、ＭＯＣＶＤ、ＭＢＥ等が好適である。次に図２
（Ｂ）に示すように、ホトリソグラフィ技術およびエッ
チング技術により前述のエピタキシャル成長膜２-1〜６
を島状に加工して素子分離を行う。エッチングはドライ
エッチングや、隣酸系のエッチャント等を用いたウェッ
トエッチングが利用できる。なお、この工程で、ｎ型Ａ
ｌ0.4Ｇａ0.6Ａｓ下部クラッド層３、ｐ型Ａｌ0.15Ｇａ
0.85Ａｓ活性層４、およびｐ型Ａｌ0.4Ｇａ0.6Ａｓ上部
クラッド層の形状が確定する。次に図２（Ｃ）に示すよ
うに、選択酸化防止膜１１を成膜し、ホトリソエッチン
グ技術により、選択酸化しない部分を残してエッチング
除去する。すなわち、島状の積層体における配線部ＬＥ
Ａを覆う選択酸化防止膜１１を形成する。ここでのエッ
チングはドライエッチングや、フッ酸系のエッチャント
等を用いたウェットエッチングが利用できる。
態におけるＬＥＤの構成と製造工程を説明をする。ま
ず、図２（Ａ）に示すように、ＧａＡｓ基板１上に、ｎ
型ＡｌＡｓ層２-1、ｎ型Ａｌ0.4Ｇａ0.6Ａｓ層３、ｐ型
Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ａｓ４、ｐ型Ａｌ0.4Ｇａ0.6Ａｓ層
５、およびｐ+型ＧａＡｓ層６、を順にエピタキシャル
成長させる。ここでのエピタキシャル成長させる方法
は、ＭＯＣＶＤ、ＭＢＥ等が好適である。次に図２
（Ｂ）に示すように、ホトリソグラフィ技術およびエッ
チング技術により前述のエピタキシャル成長膜２-1〜６
を島状に加工して素子分離を行う。エッチングはドライ
エッチングや、隣酸系のエッチャント等を用いたウェッ
トエッチングが利用できる。なお、この工程で、ｎ型Ａ
ｌ0.4Ｇａ0.6Ａｓ下部クラッド層３、ｐ型Ａｌ0.15Ｇａ
0.85Ａｓ活性層４、およびｐ型Ａｌ0.4Ｇａ0.6Ａｓ上部
クラッド層の形状が確定する。次に図２（Ｃ）に示すよ
うに、選択酸化防止膜１１を成膜し、ホトリソエッチン
グ技術により、選択酸化しない部分を残してエッチング
除去する。すなわち、島状の積層体における配線部ＬＥ
Ａを覆う選択酸化防止膜１１を形成する。ここでのエッ
チングはドライエッチングや、フッ酸系のエッチャント
等を用いたウェットエッチングが利用できる。
【０００７】次に図２（Ｄ）に示すように、ｎ型ＡｌＡ
ｓ層２-1を端面方向より選択的に酸化して、酸化絶縁物
領域であるＡｌxＯy電流阻止領域２-2を形成する。この
選択酸化は、例えば４００℃程度の高温の水蒸気雰囲気
にさらすことで可能であり、ｎ型ＡｌＡｓ層２-1のみを
酸化することができる。この選択酸化する領域の端部か
らの深さは時間により制御することができ、少なくと
も、幅の狭い配線部ＬＥＡにおいては、ＡｌxＯy電流阻
止領域２-2となるように十分酸化する。なお、この工程
で、電流経路規制層２におけるｎ型ＡｌＡｓ電流通電領
域２-1とＡｌxＯy電流阻止領域２-2とが確定する。次に
図２（Ｅ）に示すように、酸化が完了した後、不要とな
った選択酸化防止膜１１をエッチングにより除去する。
次に図２（Ｆ）に示すように、配線部とパッド部とにお
いて上部電極層８をその下層から絶縁するための中間絶
縁膜７を成膜する。この中間絶縁膜７は窒化珪素膜や、
酸化珪素膜などを使用できる。この膜７はプラズマＣＶ
Ｄ法などにより形成できる。成膜後、ホトリソ・エッチ
ング技術によりＰ電極層８を接続する島の上面に開口部
を形成する。エッチングはドライエッチングや、フッ酸
系のエッチャントを用いたウェットエッチングが利用で
きる。なお、この工程で、中間絶縁膜７の形成が確定す
る。
ｓ層２-1を端面方向より選択的に酸化して、酸化絶縁物
領域であるＡｌxＯy電流阻止領域２-2を形成する。この
選択酸化は、例えば４００℃程度の高温の水蒸気雰囲気
にさらすことで可能であり、ｎ型ＡｌＡｓ層２-1のみを
酸化することができる。この選択酸化する領域の端部か
らの深さは時間により制御することができ、少なくと
も、幅の狭い配線部ＬＥＡにおいては、ＡｌxＯy電流阻
止領域２-2となるように十分酸化する。なお、この工程
で、電流経路規制層２におけるｎ型ＡｌＡｓ電流通電領
域２-1とＡｌxＯy電流阻止領域２-2とが確定する。次に
図２（Ｅ）に示すように、酸化が完了した後、不要とな
った選択酸化防止膜１１をエッチングにより除去する。
次に図２（Ｆ）に示すように、配線部とパッド部とにお
いて上部電極層８をその下層から絶縁するための中間絶
縁膜７を成膜する。この中間絶縁膜７は窒化珪素膜や、
酸化珪素膜などを使用できる。この膜７はプラズマＣＶ
Ｄ法などにより形成できる。成膜後、ホトリソ・エッチ
ング技術によりＰ電極層８を接続する島の上面に開口部
を形成する。エッチングはドライエッチングや、フッ酸
系のエッチャントを用いたウェットエッチングが利用で
きる。なお、この工程で、中間絶縁膜７の形成が確定す
る。
【０００８】次に図２（Ｇ）に示すように、Ｐ電極層８
との接続に必要な部分以外のｐ+型ＧａＡｓ層６をエッ
チングにより除去する。これは電流の流れやすいｐ+型
ＧａＡｓ層６を、発光部ＥＬＥと配線部ＬＥＡ間で分離
することで不必要な電流の広がりを防止するためと、発
光部上のｐ+型ＧａＡｓ層６のをエッチングすること
で、内部で発光した光を外部に取り出す際、ｐ+型Ｇａ
Ａｓ層６のの光吸収による光量低下をなくすることが目
的である。なお、この工程で、ｐ+型ＧａＡｓ層６の形
状が確定する。次に図２（Ｈ）に示すように、Ｐ電極層
８を形成する。Ｐ電極層８はｐ+型ＧａＡｓ電極コンタ
クト層６とオーミック接合できる材料であれば利用で
き、例えばＡｌ（アルミニウム）が使用できる。Ｐ電極
層８は基板全面にＰ電極となる材料を成膜し、ホトリソ
・エッチング技術により所望の形状に加工する。この
後、Ｐ電極層８とｐ+型ＧａＡｓ電極コンタク層６の接
合を良好にするため、熱処理を行うことも可能である。
次に図２（Ｊ）に示すように、ｎ型ＧａＡｓ基板１の裏
面にＮ電極層９形成する。特性向上のためにｎ型ＧａＡ
ｓ基板１の裏面を研磨した後にＮ電極層を形成してもよ
い。ここでＮ電極層９を構成する材料は、ｎ型GaAs基板
１との間でオーミックコンタクトがとれる材料であれば
特に限定されない。例えば金（Ａｕ）系の合金をＮ電極
層９の構成材料として用いることができる。以上の工程
によって図１に示すＬＥＤアレイ装置が製造される。
との接続に必要な部分以外のｐ+型ＧａＡｓ層６をエッ
チングにより除去する。これは電流の流れやすいｐ+型
ＧａＡｓ層６を、発光部ＥＬＥと配線部ＬＥＡ間で分離
することで不必要な電流の広がりを防止するためと、発
光部上のｐ+型ＧａＡｓ層６のをエッチングすること
で、内部で発光した光を外部に取り出す際、ｐ+型Ｇａ
Ａｓ層６のの光吸収による光量低下をなくすることが目
的である。なお、この工程で、ｐ+型ＧａＡｓ層６の形
状が確定する。次に図２（Ｈ）に示すように、Ｐ電極層
８を形成する。Ｐ電極層８はｐ+型ＧａＡｓ電極コンタ
クト層６とオーミック接合できる材料であれば利用で
き、例えばＡｌ（アルミニウム）が使用できる。Ｐ電極
層８は基板全面にＰ電極となる材料を成膜し、ホトリソ
・エッチング技術により所望の形状に加工する。この
後、Ｐ電極層８とｐ+型ＧａＡｓ電極コンタク層６の接
合を良好にするため、熱処理を行うことも可能である。
次に図２（Ｊ）に示すように、ｎ型ＧａＡｓ基板１の裏
面にＮ電極層９形成する。特性向上のためにｎ型ＧａＡ
ｓ基板１の裏面を研磨した後にＮ電極層を形成してもよ
い。ここでＮ電極層９を構成する材料は、ｎ型GaAs基板
１との間でオーミックコンタクトがとれる材料であれば
特に限定されない。例えば金（Ａｕ）系の合金をＮ電極
層９の構成材料として用いることができる。以上の工程
によって図１に示すＬＥＤアレイ装置が製造される。
【０００９】図１に示すように、この実施例のＬＥＤで
は、上部電極であるＰ電極層８の下層２，３，４，５，
６，７が配線部ＬＥＡからパッド部まで連続して形成さ
れているため、発光部ＥＬＥ、配線部ＬＥＡ、およびパ
ッド部ＰＡＤ間に段差がなく、薄い電極配線でも段切れ
がなく、高歩留まりで発光量の大きいＬＥＤアレイを得
ることができる。また、少なくとも配線部ＬＥＡにおい
ては、すなわち図１の平面図で斜線を施して示した領域
においては、ＡｌxＯy電流阻止領域２-2が設けられた構
成となっているため、半導体層３，４，５はその下層で
あるｎ型ＧａＡｓ基板１から絶縁され、その結果、注入
電流が発光部以外に広がることによる消費電力の増加を
避けることができる。さらに、また、図２（Ｄ）の選択
酸化工程において、長時間の選択酸化を行い、図１の断
面図において斜線で示したように、Ｐ電極層８の直下部
分を電流阻止領域２-2となし、Ｐ電極層８の陰にならな
い所定領域に電流通電領域２-1を設定することにより、
不透明な電極の陰による発光出力の低下を防止するとも
に、電極の加工ばらつきによる発光バラツキが低減する
ことができる。
は、上部電極であるＰ電極層８の下層２，３，４，５，
６，７が配線部ＬＥＡからパッド部まで連続して形成さ
れているため、発光部ＥＬＥ、配線部ＬＥＡ、およびパ
ッド部ＰＡＤ間に段差がなく、薄い電極配線でも段切れ
がなく、高歩留まりで発光量の大きいＬＥＤアレイを得
ることができる。また、少なくとも配線部ＬＥＡにおい
ては、すなわち図１の平面図で斜線を施して示した領域
においては、ＡｌxＯy電流阻止領域２-2が設けられた構
成となっているため、半導体層３，４，５はその下層で
あるｎ型ＧａＡｓ基板１から絶縁され、その結果、注入
電流が発光部以外に広がることによる消費電力の増加を
避けることができる。さらに、また、図２（Ｄ）の選択
酸化工程において、長時間の選択酸化を行い、図１の断
面図において斜線で示したように、Ｐ電極層８の直下部
分を電流阻止領域２-2となし、Ｐ電極層８の陰にならな
い所定領域に電流通電領域２-1を設定することにより、
不透明な電極の陰による発光出力の低下を防止するとも
に、電極の加工ばらつきによる発光バラツキが低減する
ことができる。
【００１０】次に、図４を参照して、本発明の他の実施
の形態を説明する。図４は本発明の実施の形態を示すＬ
ＥＤアレイ装置の平面図とそのＢ’ーＢ”線に沿った断
面図である。図４におけるＬＥＤは、前述の実施形態と
同様に、ｎ型ＧａＡｓ基板１、ｎ型Ａｌ0.4Ｇａ0.6Ａｓ
下部クラッド層３、ｐ型Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ａｓ活性層
４、ｐ型Ａｌ0.4Ｇａ0.6Ａｓ上部クラッド層５、発光窓
を有するｐ+型ＧａＡｓ電極コンタクト層６、中間絶縁
膜７、Ｐ電極層８、およびＮ電極層９を備え、前述の実
施形態とは異なる電流経路規制層２０を備えている。電
流経路規制層２０は、図２の工程（Ｃ）〜（Ｅ）に代え
て、酸化防止膜を用いないで、島状の積層体の全周から
選択酸化を行うことにより、図４において斜線で示すよ
うに、発光部ＥＬＥの中央にｎ型ＡｌＡｓ電流通電領域
２０ー1を設け、その周囲にＡｌxＯy電流阻止領域２０2
を設けるた構成したものである。この構成によっても、
前述の実施形態と同様に、発光部ＬＥＤと配線部ＬＥＡ
との間の段差が解消され、電流の経路を制御することが
可能となる。なお、この実施形態によれば、電流経路規
制層２が電流狭窄機能を持つことになるため、高密度プ
リンタ用の光源として用いるには適当でないけれども、
高出力用の光源には適したものとなる。なお、上記の２
つの実施形態では、活性層を含む半導体層としてダブル
ヘテロ構造を有するＬＥＤ装置について説明したが、選
択酸化膜を用いて電流制御する素子であれば、シングル
ヘテロ接合型、ホモ接合型の素子でも実施可能であり、
また面発光型レーザや、受光素子にも実施可能である。
の形態を説明する。図４は本発明の実施の形態を示すＬ
ＥＤアレイ装置の平面図とそのＢ’ーＢ”線に沿った断
面図である。図４におけるＬＥＤは、前述の実施形態と
同様に、ｎ型ＧａＡｓ基板１、ｎ型Ａｌ0.4Ｇａ0.6Ａｓ
下部クラッド層３、ｐ型Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ａｓ活性層
４、ｐ型Ａｌ0.4Ｇａ0.6Ａｓ上部クラッド層５、発光窓
を有するｐ+型ＧａＡｓ電極コンタクト層６、中間絶縁
膜７、Ｐ電極層８、およびＮ電極層９を備え、前述の実
施形態とは異なる電流経路規制層２０を備えている。電
流経路規制層２０は、図２の工程（Ｃ）〜（Ｅ）に代え
て、酸化防止膜を用いないで、島状の積層体の全周から
選択酸化を行うことにより、図４において斜線で示すよ
うに、発光部ＥＬＥの中央にｎ型ＡｌＡｓ電流通電領域
２０ー1を設け、その周囲にＡｌxＯy電流阻止領域２０2
を設けるた構成したものである。この構成によっても、
前述の実施形態と同様に、発光部ＬＥＤと配線部ＬＥＡ
との間の段差が解消され、電流の経路を制御することが
可能となる。なお、この実施形態によれば、電流経路規
制層２が電流狭窄機能を持つことになるため、高密度プ
リンタ用の光源として用いるには適当でないけれども、
高出力用の光源には適したものとなる。なお、上記の２
つの実施形態では、活性層を含む半導体層としてダブル
ヘテロ構造を有するＬＥＤ装置について説明したが、選
択酸化膜を用いて電流制御する素子であれば、シングル
ヘテロ接合型、ホモ接合型の素子でも実施可能であり、
また面発光型レーザや、受光素子にも実施可能である。
【００１１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、活性
層を含む半導体層を受発光部からパッド部まで連続して
設け、かつ、その半導体層の下部に電流通電領域と電流
阻止領域とからなる電流経路規制層をもうけているた
め、発光部と配線部との間の段差を解消されるととも
に、消費電力の増加を避けることができる。
層を含む半導体層を受発光部からパッド部まで連続して
設け、かつ、その半導体層の下部に電流通電領域と電流
阻止領域とからなる電流経路規制層をもうけているた
め、発光部と配線部との間の段差を解消されるととも
に、消費電力の増加を避けることができる。
【図１】本発明の実施の形態を示すＬＥＤアレイ装置の
要部平面図とそのＡ’ーＡ”線に沿った断面図
要部平面図とそのＡ’ーＡ”線に沿った断面図
【図２】図１のＬＥＤの製造工程を示す断面図
【図３】図１のＬＥＤの製造工程を示す断面図
【図４】本発明の他の実施の形態を示すＬＥＤアレイ装
置の要部平面図とそのＢ’ーＢ”線に沿った断面図
置の要部平面図とそのＢ’ーＢ”線に沿った断面図
【図５】従来のＬＥＤアレイ装置の構成図
１ ｎ型ＧａＡｓ基板 ２ 電流経路規制層 ２-1 ｎ型ＡｌＡｓ電流通電領域 ２-2 ＡｌxＯy電流阻止領域 ３ ｎ型Ａｌ0.4Ｇａ0.6Ａｓ下部クラッド層 ４ ｐ型Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ａｓ活性層 ５ ｐ型Ａｌ0.4Ｇａ0.6Ａｓ上部クラッド層 ６ ｐ+型ＧａＡｓ電極コンタクト層 ７ 中間絶縁膜 ８ Ｐ電極層 ９ Ｎ電極層 ＥＬＥ 発光部 ＬＥＡ 配線部 ＰＡＤ パッド部
フロントページの続き (72)発明者 小椋 茂樹 東京都港区虎ノ門１丁目７番12号 沖電気 工業株式会社内 (72)発明者 小泉 真澄 東京都港区虎ノ門１丁目７番12号 沖電気 工業株式会社内 Ｆターム(参考） 5F041 AA25 CA04 CA12 CA34 CA35 CA36 CA46 CA65 CA74 CA77 CB04 CB25 FF13 5F073 AA09 AA51 AB02 AB16 BA07 CA05 DA05 DA22 DA24 DA27
Claims (3)
- 【請求項１】 光が入力されもしくは光が出力されまた
は光が入出力される受発光部と、外部との接続が行われ
るパッド部と、当該受発光部と当該パッド部との接続を
行う前記パッド部よりも幅の狭い配線部とからなり、半
導体基板の一方の面の上部に、少なくとも、活性層を含
む半導体層と、前記配線部および前記パッド部において
上部電極層をその下層から絶縁する中間絶縁膜と、前記
上部電極層とを、この順に積層して備え、前記半導体基
板の他方の面に下部電極層を備えた光半導体素子におい
て、 前記活性層を含む前記半導体層が、前記受発光部から前
記パッド部まで連続して設けられ、 電流通電領域と電流阻止領域とからなる電流経路規制層
が、前記受発光部から前記パッド部まで連続して、前記
半導体基板と前記半導体層との間に設けられ、かつ、当
該電流経路規制層の前記電流阻止領域は、配線部を含む
領域に設けられている、ことを特徴とした光半導体素
子。 - 【請求項２】 発光面から垂直方向に光を出力する発光
部と、外部との接続が行われるパッド部と、当該発光部
と当該パッド部との接続を行う前記パッド部よりも幅の
狭い配線部と、からなる光半導体素子であって、 電流通電領域および電流阻止領域とからなり、発光部か
らパッド部まで連続して、半導体基板の上部に設けられ
た、電流経路規制層と、 発光部からパッド部まで連続して、前記電流経路規制層
の上部に設けられた、活性層を含む半導体層と、 少なくとも配線部からパッド部まで連続して、前記半導
体層の上部に設けられた、電極コンタクト層と、 少なくとも配線部からパッド部まで連続して、前記電極
コンタクト層の上部に設けられた、中間絶縁層と、 発光部の一部からパッド部まで連続して設けられ、一端
部で前記電極コンタクト層上に直接積層され、前記配線
部から前記パッド部まで前記中間絶縁層上に直接積層さ
れている、上部電極層と、を備え、 前記電流経路規制層の前記電流阻止領域は、発光面側か
らみて少なくとも前記電極層の影となる領域を含んで設
けられている、ことを特徴とした光半導体素子。 - 【請求項３】 半導体基板の上部に、少なくとも、導
電型のＡｌＡｓ層、活性層を含む半導体層、および、電
極コンタクト層を、順次形成する第１工程と、 当該第１工程で得られた層をエッチングして、所定の島
状の積層体を得る第２工程と、 少なくとも前記配線部を除いて当該積層体を覆う酸化防
止膜を形成した後、酸化処理する第３工程と、を含み、 前記半導体基板と前記半導体層との間に、導電型のＡｌ
Ａｓ領域とその酸化絶縁物領域とからなる電流経路規制
層を形成する、ことを特徴とした光半導体素子の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7642499A JP2000269546A (ja) | 1999-03-19 | 1999-03-19 | 光半導体素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7642499A JP2000269546A (ja) | 1999-03-19 | 1999-03-19 | 光半導体素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000269546A true JP2000269546A (ja) | 2000-09-29 |
Family
ID=13604806
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7642499A Withdrawn JP2000269546A (ja) | 1999-03-19 | 1999-03-19 | 光半導体素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000269546A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002184970A (ja) * | 2000-12-15 | 2002-06-28 | Fujitsu Ltd | 量子ドットを含む半導体装置、その製造方法及び半導体レーザ装置 |
| JP2013214709A (ja) * | 2012-03-08 | 2013-10-17 | Fuji Xerox Co Ltd | 発光素子、自己走査型発光素子アレイ、光書込みヘッドおよび画像形成装置 |
| JP2013214710A (ja) * | 2012-03-07 | 2013-10-17 | Fuji Xerox Co Ltd | 発光素子、発光素子アレイ、光書込みヘッドおよび画像形成装置 |
-
1999
- 1999-03-19 JP JP7642499A patent/JP2000269546A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002184970A (ja) * | 2000-12-15 | 2002-06-28 | Fujitsu Ltd | 量子ドットを含む半導体装置、その製造方法及び半導体レーザ装置 |
| JP2013214710A (ja) * | 2012-03-07 | 2013-10-17 | Fuji Xerox Co Ltd | 発光素子、発光素子アレイ、光書込みヘッドおよび画像形成装置 |
| JP2013214709A (ja) * | 2012-03-08 | 2013-10-17 | Fuji Xerox Co Ltd | 発光素子、自己走査型発光素子アレイ、光書込みヘッドおよび画像形成装置 |
| JP2015038913A (ja) * | 2012-03-08 | 2015-02-26 | 富士ゼロックス株式会社 | 発光素子、自己走査型発光素子アレイ、光書込みヘッドおよび画像形成装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20060606 |