JPH1012921A - 発光半導体素子 - Google Patents
発光半導体素子Info
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- JPH1012921A JPH1012921A JP16187796A JP16187796A JPH1012921A JP H1012921 A JPH1012921 A JP H1012921A JP 16187796 A JP16187796 A JP 16187796A JP 16187796 A JP16187796 A JP 16187796A JP H1012921 A JPH1012921 A JP H1012921A
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-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D64/00—Electrodes of devices having potential barriers
- H10D64/60—Electrodes characterised by their materials
- H10D64/62—Electrodes ohmically coupled to a semiconductor
Landscapes
- Led Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 少ない消費電力で大きな輝度を得ることが可
能な、光の取り出し効率が良好となる発光半導体素子を
提供することを課題とする。 【解決手段】 本発明は、基板と、この基板上にＰ型と
Ｎ型の半導体層に挟まれるように形成された発光層と、
前記半導体層上に形成された第１導電層と、この第１導
電層上に形成された略透明の第２導電層と、この第２導
電層上に形成された電極層と、を備えた発光半導体素子
を提供する。
能な、光の取り出し効率が良好となる発光半導体素子を
提供することを課題とする。 【解決手段】 本発明は、基板と、この基板上にＰ型と
Ｎ型の半導体層に挟まれるように形成された発光層と、
前記半導体層上に形成された第１導電層と、この第１導
電層上に形成された略透明の第２導電層と、この第２導
電層上に形成された電極層と、を備えた発光半導体素子
を提供する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、発光半導体素子に
関し、特に、発光層からの光の取り出し効率が向上し得
る発光半導体素子に関する。
関し、特に、発光層からの光の取り出し効率が向上し得
る発光半導体素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、発光半導体素子は、例えば青色Ｌ
ＥＤ素子を例にとると、図２に示すように、サファイア
（Ａｌ2Ｏ3）等からなる略透明状の基板３１と、この基
板３１上にＭＯＣＶＤ装置を用いた気相成長方法等によ
り（ＧａＮ等からなるバッファ層（図示せず）を介し
て）形成されたＧａＮ等からなるＰ型半導体層３２及び
Ｎ型半導体層３３と、これらＰ型半導体層３２及びＮ型
半導体層３３間に介設されたＩｎＧａＮ等からなる発光
層３４と、Ｐ型半導体層３２上に形成されたＮｉＡｕ等
の合金からなる透光性の第１導電層３５と、この第１導
電層３５上に形成されたＴｉ、Ａｌ等からなる不透光性
の陽極側の電極層３６と、Ｎ型半導体層３３上のうちエ
ッチングにより除去されて露出状態となった部分にＴ
ｉ、Ａｌ等からなる陰極側の電極層３７とを備えたもの
であり、この発光層３４から発せられる光をこの素子の
電極層３６側の面（以下発光面とする）から取り出すも
のである。 第１導電層３５に用いられるＡｕは、第１
導電層の中では青色光や緑色光のような約５００ｎｍ以
下の波長光に対する透過率が非常に良好なものであり、
ＩｎＧａＮ層等からなる発光層３４からの光が透過しや
すい。
ＥＤ素子を例にとると、図２に示すように、サファイア
（Ａｌ2Ｏ3）等からなる略透明状の基板３１と、この基
板３１上にＭＯＣＶＤ装置を用いた気相成長方法等によ
り（ＧａＮ等からなるバッファ層（図示せず）を介し
て）形成されたＧａＮ等からなるＰ型半導体層３２及び
Ｎ型半導体層３３と、これらＰ型半導体層３２及びＮ型
半導体層３３間に介設されたＩｎＧａＮ等からなる発光
層３４と、Ｐ型半導体層３２上に形成されたＮｉＡｕ等
の合金からなる透光性の第１導電層３５と、この第１導
電層３５上に形成されたＴｉ、Ａｌ等からなる不透光性
の陽極側の電極層３６と、Ｎ型半導体層３３上のうちエ
ッチングにより除去されて露出状態となった部分にＴ
ｉ、Ａｌ等からなる陰極側の電極層３７とを備えたもの
であり、この発光層３４から発せられる光をこの素子の
電極層３６側の面（以下発光面とする）から取り出すも
のである。 第１導電層３５に用いられるＡｕは、第１
導電層の中では青色光や緑色光のような約５００ｎｍ以
下の波長光に対する透過率が非常に良好なものであり、
ＩｎＧａＮ層等からなる発光層３４からの光が透過しや
すい。
【０００３】上記ＩＴＯ層７は、その厚み寸法が１００
０〜２０００オングストローム程度となっている。上記
第１導電層３５は、蒸着等によりＰ型半導体層３２上に
形成され、その後に４００℃程度の温度下でアニールし
合金化され、Ｐ型半導体層３２との接合面での抵抗率を
低く下げられた状態で（できるだけオーミック接合とな
るように）形成されている。第１導電層３５と電極層３
６との接合面は、複数の凹凸部が形成された非常に表面
状態の悪いものとなっている。
０〜２０００オングストローム程度となっている。上記
第１導電層３５は、蒸着等によりＰ型半導体層３２上に
形成され、その後に４００℃程度の温度下でアニールし
合金化され、Ｐ型半導体層３２との接合面での抵抗率を
低く下げられた状態で（できるだけオーミック接合とな
るように）形成されている。第１導電層３５と電極層３
６との接合面は、複数の凹凸部が形成された非常に表面
状態の悪いものとなっている。
【０００４】また、第１導電層３５は、その上面側に位
置する電極層３６とのオーミック接合を得るためのもの
でもある。さらに、第１導電層３５は、電極層３６から
の電流を抵抗の高いＰ型半導体層３２に流れる前に表面
方向（図中の左右方向）に分散するように広げ、発光層
３４内を流れる面積を大きくさせることにより、該発光
層３４における発光面積を大きくするために、その厚み
寸法を５０オングストローム程度の厚いものとしてい
る。
置する電極層３６とのオーミック接合を得るためのもの
でもある。さらに、第１導電層３５は、電極層３６から
の電流を抵抗の高いＰ型半導体層３２に流れる前に表面
方向（図中の左右方向）に分散するように広げ、発光層
３４内を流れる面積を大きくさせることにより、該発光
層３４における発光面積を大きくするために、その厚み
寸法を５０オングストローム程度の厚いものとしてい
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】このため、発光層３４
から発せられる光は、その一部が厚み寸法の大きな第１
導電層３５内で吸収されてしまうので、光の取り出し効
率が極めて悪くなる。一方、電極層３６の下方に位置す
る発光層３４では、電極層３６から発光層３４へ流れる
電流量が多く、発生する光の量が最も多いのだが、この
光は複数の凹凸部が形成され表面状態の悪い上記電極層
３６の接合面で散乱したり吸収されてしまうので、光の
取り出し効率が極めて悪くなる。
から発せられる光は、その一部が厚み寸法の大きな第１
導電層３５内で吸収されてしまうので、光の取り出し効
率が極めて悪くなる。一方、電極層３６の下方に位置す
る発光層３４では、電極層３６から発光層３４へ流れる
電流量が多く、発生する光の量が最も多いのだが、この
光は複数の凹凸部が形成され表面状態の悪い上記電極層
３６の接合面で散乱したり吸収されてしまうので、光の
取り出し効率が極めて悪くなる。
【０００６】このため、この半導体素子を用いて所定の
発光量を得るためには、これに付加する電流量を大きく
する必要があるので、消費電力が非常に大きくなってし
まうといった問題がある。特に、半導体発光素子は、近
年例えば携帯電話等の電源を内蔵した電子機器に用いら
れる場合が多く、電子機器を極力長時間継続して使用す
るために、その消費電力（内蔵電源に対する）が小さい
状態で大きな輝度を得られるものが要求されている。
発光量を得るためには、これに付加する電流量を大きく
する必要があるので、消費電力が非常に大きくなってし
まうといった問題がある。特に、半導体発光素子は、近
年例えば携帯電話等の電源を内蔵した電子機器に用いら
れる場合が多く、電子機器を極力長時間継続して使用す
るために、その消費電力（内蔵電源に対する）が小さい
状態で大きな輝度を得られるものが要求されている。
【０００７】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであって、少ない消費電力で大きな輝度を得るこ
とが可能な、光の取り出し効率が良好となる発光半導体
素子を提供することを課題とする。
たものであって、少ない消費電力で大きな輝度を得るこ
とが可能な、光の取り出し効率が良好となる発光半導体
素子を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、基板と、この基板上にＰ型とＮ型の半導
体層に挟まれるように形成された発光層と、前記半導体
層上に形成された第１導電層と、この第１導電層上に形
成された略透明の第２導電層と、この第２導電層上に形
成された電極層と、を備えた発光半導体素子を提供する
ものである。
め、本発明は、基板と、この基板上にＰ型とＮ型の半導
体層に挟まれるように形成された発光層と、前記半導体
層上に形成された第１導電層と、この第１導電層上に形
成された略透明の第２導電層と、この第２導電層上に形
成された電極層と、を備えた発光半導体素子を提供する
ものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、発
光半導体素子として青色ＬＥＤ素子を例にとり、図を参
照しつつ説明するが、本発明はこれらに限定されるもの
でない。図１は、青色ＬＥＤ素子の断面を示す概略図で
ある。この青色ＬＥＤ素子は、サファイア（Ａｌ2Ｏ3）
からなる基板１と、この基板１上にＧａＮからなるバッ
ファ層２を介して形成されたＰ型ＧａＮ層（Ｐ型半導体
層）３及びＮ型ＧａＮ層４（Ｎ型半導体層）と、これら
Ｐ型ＧａＮ層３及びＮ型ＧａＮ層４の間に形成されたＩ
ｎＧａＮ層（発光層）５と、Ｐ型ＧａＮ層３上に形成さ
れた透光性のＮｉとＡｕとの合金からなるＮｉＡｕ層
（第１導電層）６と、このＮｉＡｕ層６上に形成された
ほぼ透明のＩＴＯ（Indium-Tin-Oxide）層（第２導電
層）７と、このＩＴＯ層７上の略中央部分に形成された
Ａｌからなる平面視略円形状の陽極電極層（電極層）８
（平面視の図示はしない）とを備えたものであり、Ｉｎ
ＧａＮ層５及びその周辺のＰ型ＧａＮ層３及びＮ型Ｇａ
Ｎ層４において青色光が発せられる。
光半導体素子として青色ＬＥＤ素子を例にとり、図を参
照しつつ説明するが、本発明はこれらに限定されるもの
でない。図１は、青色ＬＥＤ素子の断面を示す概略図で
ある。この青色ＬＥＤ素子は、サファイア（Ａｌ2Ｏ3）
からなる基板１と、この基板１上にＧａＮからなるバッ
ファ層２を介して形成されたＰ型ＧａＮ層（Ｐ型半導体
層）３及びＮ型ＧａＮ層４（Ｎ型半導体層）と、これら
Ｐ型ＧａＮ層３及びＮ型ＧａＮ層４の間に形成されたＩ
ｎＧａＮ層（発光層）５と、Ｐ型ＧａＮ層３上に形成さ
れた透光性のＮｉとＡｕとの合金からなるＮｉＡｕ層
（第１導電層）６と、このＮｉＡｕ層６上に形成された
ほぼ透明のＩＴＯ（Indium-Tin-Oxide）層（第２導電
層）７と、このＩＴＯ層７上の略中央部分に形成された
Ａｌからなる平面視略円形状の陽極電極層（電極層）８
（平面視の図示はしない）とを備えたものであり、Ｉｎ
ＧａＮ層５及びその周辺のＰ型ＧａＮ層３及びＮ型Ｇａ
Ｎ層４において青色光が発せられる。
【００１０】Ｎ型ＧａＮ層４は、基板１上の端部におい
て露出した状態となっており、この露出したＮ型ＧａＮ
層４上にはＴｉとＡｌとの積層構造からなる陰極電極層
９が形成されている。上記ＮｉＡｕ層６には、その略中
央部分に貫通穴６ａが穿設されており、ＩＴＯ層７がこ
の貫通穴６ａ内に入り込むように形成されている。この
貫通穴６ａは、陽極電極層８とほぼ同一形状となってい
る。尚、ＮｉＡｕ層６の厚み寸法は、１５オングストロ
ーム程度である。
て露出した状態となっており、この露出したＮ型ＧａＮ
層４上にはＴｉとＡｌとの積層構造からなる陰極電極層
９が形成されている。上記ＮｉＡｕ層６には、その略中
央部分に貫通穴６ａが穿設されており、ＩＴＯ層７がこ
の貫通穴６ａ内に入り込むように形成されている。この
貫通穴６ａは、陽極電極層８とほぼ同一形状となってい
る。尚、ＮｉＡｕ層６の厚み寸法は、１５オングストロ
ーム程度である。
【００１１】このような構造を有する青色ＬＥＤ素子で
は、陽極電極層８からの電流がＩＴＯ層７内で十分に面
方向に広がるので、ＩＴＯ層７下の光を吸収するＮｉＡ
ｕ層６を薄くすることが可能となり、ＩｎＧａＮ層５か
らの光がＮｉＡｕ層６内で吸収される率を低くできるた
め、光の取り出し効率が非常に良好となる。また、陽極
電極層８下に位置するＮｉＡｕ層６には貫通穴６ａが存
在し、この位置ではＰ型ＧａＮ層３とＩＴＯ層７とが接
触した状態となる。従って、Ｐ型ＧａＮ層３とＩＴＯ層
７との接合面におけるｐｎ接合が、陽極電極層８からＩ
ｎＧａＮ層５に向かう電流の流れ方向に対して逆方向の
接合となり、この接合面では電流が流れなくなるので、
この流れなくなる電流の分だけその他の部分（陽極電極
層８下以外の部分）に電流が集中して流れるため、Ｉｎ
ＧａＮ層５からの光は、不透光性の陽極電極層８に反射
して拡散してしまう率が減少し、光の取り出し効率がよ
り良好となる。
は、陽極電極層８からの電流がＩＴＯ層７内で十分に面
方向に広がるので、ＩＴＯ層７下の光を吸収するＮｉＡ
ｕ層６を薄くすることが可能となり、ＩｎＧａＮ層５か
らの光がＮｉＡｕ層６内で吸収される率を低くできるた
め、光の取り出し効率が非常に良好となる。また、陽極
電極層８下に位置するＮｉＡｕ層６には貫通穴６ａが存
在し、この位置ではＰ型ＧａＮ層３とＩＴＯ層７とが接
触した状態となる。従って、Ｐ型ＧａＮ層３とＩＴＯ層
７との接合面におけるｐｎ接合が、陽極電極層８からＩ
ｎＧａＮ層５に向かう電流の流れ方向に対して逆方向の
接合となり、この接合面では電流が流れなくなるので、
この流れなくなる電流の分だけその他の部分（陽極電極
層８下以外の部分）に電流が集中して流れるため、Ｉｎ
ＧａＮ層５からの光は、不透光性の陽極電極層８に反射
して拡散してしまう率が減少し、光の取り出し効率がよ
り良好となる。
【００１２】さらに、本実施例の青色ＬＥＤ素子では、
陽極電極層８をＩＴＯ層７上に接合しているので、陽極
電極層８の接合面は、従来のようにＮｉＡｕ層６と陽極
電極層８とを合金化したときにＮｉＡｕ層６下面の表面
状態が悪くなってしまうということもほぼなく、鏡面状
態を維持できるため、たとえＩｎＧａＮ層５からの光が
陽極電極層８に反射しても拡散する率が減少され、反射
した後に上方に光が発せられやすく、その分だけ光の取
り出し効率が良好となる。
陽極電極層８をＩＴＯ層７上に接合しているので、陽極
電極層８の接合面は、従来のようにＮｉＡｕ層６と陽極
電極層８とを合金化したときにＮｉＡｕ層６下面の表面
状態が悪くなってしまうということもほぼなく、鏡面状
態を維持できるため、たとえＩｎＧａＮ層５からの光が
陽極電極層８に反射しても拡散する率が減少され、反射
した後に上方に光が発せられやすく、その分だけ光の取
り出し効率が良好となる。
【００１３】本実施例における第１導電層としてのＮｉ
Ａｕ層６の厚み寸法は、１５オングストローム程度とし
ているが、これに限定されるものでなく、第１導電層と
しての導電状態を得られ且つ従来よりも薄い５〜４０オ
ングストローム程度の範囲であればよく、１０〜２０オ
ングストローム程度であれば光の透過率及び電流の面方
向への広がりを両方満足させやすいのでより好ましい。
Ａｕ層６の厚み寸法は、１５オングストローム程度とし
ているが、これに限定されるものでなく、第１導電層と
しての導電状態を得られ且つ従来よりも薄い５〜４０オ
ングストローム程度の範囲であればよく、１０〜２０オ
ングストローム程度であれば光の透過率及び電流の面方
向への広がりを両方満足させやすいのでより好ましい。
【００１４】また、本実施例におけるＩＴＯ層７の厚み
寸法は、１０００〜２０００オングストローム程度であ
るが、形成条件により抵抗率、透過率が共に下がる膜厚
にすれば良く、このＩＴＯ層７は好ましくは比抵抗５Ω
ｃｍ以下であって発光波長に対する透過率８５％以上の
ものがよい。さらに、本実施例では、第２導電層の材料
としてＩＴＯを用いているが、これに限定されるもので
なく、Ｉｎ2Ｏ3系、ＳｎＯ2系やＺｎＯ2系のほぼ透明の
導電膜を用いてもよい。
寸法は、１０００〜２０００オングストローム程度であ
るが、形成条件により抵抗率、透過率が共に下がる膜厚
にすれば良く、このＩＴＯ層７は好ましくは比抵抗５Ω
ｃｍ以下であって発光波長に対する透過率８５％以上の
ものがよい。さらに、本実施例では、第２導電層の材料
としてＩＴＯを用いているが、これに限定されるもので
なく、Ｉｎ2Ｏ3系、ＳｎＯ2系やＺｎＯ2系のほぼ透明の
導電膜を用いてもよい。
【００１５】また、本実施例におけるＮｉＡｕ層６の貫
通穴６ａを、陽極側電極層の形状とほぼ同一形状として
いるが、これに限定されるものでなく、発光させたい部
分のみに第１導電層を残すようにすればよい。さらに、
本実施例では、陽極側電極層の材料としてＡｌを用いて
いるが、これに限定するものでなく、光に対する反射率
の高いＡｇ等の金属材料を用いてもよい。また、陰極側
電極層の材料としてＴｉとＡｌの積層を用いているが、
これに限定するものでなく、Ａｌ等の金属を用いてもよ
い。
通穴６ａを、陽極側電極層の形状とほぼ同一形状として
いるが、これに限定されるものでなく、発光させたい部
分のみに第１導電層を残すようにすればよい。さらに、
本実施例では、陽極側電極層の材料としてＡｌを用いて
いるが、これに限定するものでなく、光に対する反射率
の高いＡｇ等の金属材料を用いてもよい。また、陰極側
電極層の材料としてＴｉとＡｌの積層を用いているが、
これに限定するものでなく、Ａｌ等の金属を用いてもよ
い。
【００１６】加えて、本実施例では、Ｐ型ＧａＮ層３上
に第１導電層としてＮｉＡｕ層６を形成しているが、こ
れに限定するものでなく、Ａｕ層、Ｃｕ層またはこれら
の合金層であってもよい。また、この第１導電層の形成
は、蒸着以外にイオン注入方法等により高密度にイオン
を注入して表面を金属化させてもよい。また、本実施例
では、基板上にバッファ層を介してＮ型半導体層、発光
層及びＰ型半導体層を下から順に形成しているが、これ
に限定されるものでなく、Ｎ型半導体層とＰ型半導体層
とが逆となった構造のものでもよく、この場合にはＰ型
の第２導電層を形成すればよい。
に第１導電層としてＮｉＡｕ層６を形成しているが、こ
れに限定するものでなく、Ａｕ層、Ｃｕ層またはこれら
の合金層であってもよい。また、この第１導電層の形成
は、蒸着以外にイオン注入方法等により高密度にイオン
を注入して表面を金属化させてもよい。また、本実施例
では、基板上にバッファ層を介してＮ型半導体層、発光
層及びＰ型半導体層を下から順に形成しているが、これ
に限定されるものでなく、Ｎ型半導体層とＰ型半導体層
とが逆となった構造のものでもよく、この場合にはＰ型
の第２導電層を形成すればよい。
【００１７】さらに、本実施例では、発光半導体素子と
してＧａＮ系ＬＥＤ素子を例にとり説明しているが、こ
れに限定するものでなく、ＧａＡｓ系材料等の基板を用
いた様々なＬＥＤ素子にも適用可能であり、例えば、Ｇ
ａＡｓ基板上にＺｎＳｅからなるバッファ層を介してＭ
ｇＺｎＳＳｅからなるＰ型及びＮ型の半導体層を形成
し、これら半導体層間にＺｎＳＳｅからなる発光層を形
成し、さらに、Ｐ型層上に上記実施例で記載したような
第１導電層、透明電極層及び金属電極層を形成したＺｎ
Ｓｅ系ＬＥＤ素子にも適用可能である。尚、本発明は、
Ｐ型もしくはＮ型半導体層上の第１導電層及び第２導電
層の構造に特徴を有するものであり、Ｎ型もしくはＰ型
半導体層下の構造組成及び成分比については、これを限
定するものでない。
してＧａＮ系ＬＥＤ素子を例にとり説明しているが、こ
れに限定するものでなく、ＧａＡｓ系材料等の基板を用
いた様々なＬＥＤ素子にも適用可能であり、例えば、Ｇ
ａＡｓ基板上にＺｎＳｅからなるバッファ層を介してＭ
ｇＺｎＳＳｅからなるＰ型及びＮ型の半導体層を形成
し、これら半導体層間にＺｎＳＳｅからなる発光層を形
成し、さらに、Ｐ型層上に上記実施例で記載したような
第１導電層、透明電極層及び金属電極層を形成したＺｎ
Ｓｅ系ＬＥＤ素子にも適用可能である。尚、本発明は、
Ｐ型もしくはＮ型半導体層上の第１導電層及び第２導電
層の構造に特徴を有するものであり、Ｎ型もしくはＰ型
半導体層下の構造組成及び成分比については、これを限
定するものでない。
【００１８】尚、本実施例の発光半導体素子は、発光層
をほぼ同一の材質であるＰ型半導体層及びＮ型半導体層
で挟んだいわゆるダブルヘテロ構造であるが、これに限
定されるものでなく、本発明はＰＮ接合のみであるホモ
接合型のＬＥＤ素子にも適用可能である。
をほぼ同一の材質であるＰ型半導体層及びＮ型半導体層
で挟んだいわゆるダブルヘテロ構造であるが、これに限
定されるものでなく、本発明はＰＮ接合のみであるホモ
接合型のＬＥＤ素子にも適用可能である。
【００１９】
【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明によれば、次のような効果を奏する。 （１）電極層からの電流が第２導電層内で十分に面方向
に広がるので、第２導電層下の抵抗の高い第１導電層を
薄くすることが可能となり、発光層からの光が第１導電
層内で吸収される率を低くできるため、光の取り出し効
率が非常に良好となる。 （２）電極層下に位置する第１導電層には貫通穴が存在
し、この位置ではＰ型ＧａＮ系クラッド層と第２導電層
とが接触した状態となる。従って、Ｐ型ＧａＮクラッド
層と第２導電層との接合面におけるｐｎ接合が、電極層
からＧａＮ系発光層に向かう電流の流れ方向に対して逆
方向の接合となり、この接合面では電流が流れなくなる
ので、この流れなくなる電流の分だけその他の部分（電
極層下以外の部分）に電流が集中して流れるため、Ｇａ
Ｎ系発光層からの光は、不透光性の電極層に反射して拡
散してしまう率が減少し、光の取り出し効率がより良好
となる。 （３）電極層を第２導電層上に接合しているので、電極
層の接合面は、従来のように第１導電層と電極層とを合
金化したときに第１導電層下面の表面状態が悪くなって
しまうということもほぼなく、鏡面状態を維持できるた
め、たとえＧａＮ系発光層からの光が電極層に反射して
も拡散する率が減少され、反射した後に上方に光が発せ
られやすく、その分だけ光の取り出し効率が良好とな
る。
明によれば、次のような効果を奏する。 （１）電極層からの電流が第２導電層内で十分に面方向
に広がるので、第２導電層下の抵抗の高い第１導電層を
薄くすることが可能となり、発光層からの光が第１導電
層内で吸収される率を低くできるため、光の取り出し効
率が非常に良好となる。 （２）電極層下に位置する第１導電層には貫通穴が存在
し、この位置ではＰ型ＧａＮ系クラッド層と第２導電層
とが接触した状態となる。従って、Ｐ型ＧａＮクラッド
層と第２導電層との接合面におけるｐｎ接合が、電極層
からＧａＮ系発光層に向かう電流の流れ方向に対して逆
方向の接合となり、この接合面では電流が流れなくなる
ので、この流れなくなる電流の分だけその他の部分（電
極層下以外の部分）に電流が集中して流れるため、Ｇａ
Ｎ系発光層からの光は、不透光性の電極層に反射して拡
散してしまう率が減少し、光の取り出し効率がより良好
となる。 （３）電極層を第２導電層上に接合しているので、電極
層の接合面は、従来のように第１導電層と電極層とを合
金化したときに第１導電層下面の表面状態が悪くなって
しまうということもほぼなく、鏡面状態を維持できるた
め、たとえＧａＮ系発光層からの光が電極層に反射して
も拡散する率が減少され、反射した後に上方に光が発せ
られやすく、その分だけ光の取り出し効率が良好とな
る。
【図１】 本実施例の青色ＬＥＤ素子を示す要部断面
図である。
図である。
【図２】 従来の青色ＬＥＤ素子を示す要部断面図で
ある。
ある。
１ 基板 ２ バッファ層 ３ Ｐ型ＧａＮ層 ４ Ｎ型ＧａＮ層 ５ ＩｎＧａＮ層 ６ ＮｉＡｕ層 ７ ＩＴＯ層 ８ 陽極電極層 ９ 陰極電極層
Claims (4)
- 【請求項１】 基板と、この基板上にＰ型とＮ型の半導
体層に挟まれるように形成された発光層と、前記半導体
層上に形成された第１導電層と、この第１導電層上に形
成された略透明の第２導電層と、この第２導電層上に形
成された電極層と、を備えた発光半導体素子。 - 【請求項２】 前記第１導電層には、前記電極層の下方
に位置する部位に貫通穴が設けられていることを特徴と
する請求項１に記載の発光半導体素子。 - 【請求項３】 前記第１導電層は、その厚み寸法が５乃
至４０オングストロームであることを特徴とする請求項
１もしくは請求項２に記載の発光半導体素子。 - 【請求項４】 前記半導体層及び発光層がＧａＮ系材料
からなる請求項１〜請求項３に記載の発光半導体素子。
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