JPS6235585A - 発光半導体素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、基板および基板上に存在する２個の半導体層
を有する発光半導体素子に関し、この際一方の半導体層
の伝導形は他方の半導体層の伝導形の逆である（逆伝導
形）。

従来の技術 発光ダイオ−）’（ＬＥＤ）を有する装置は、今日、幾
多の種々の用途に対して使用されている。最近は特に２
つの用途が重要になった。つまり光導波路装置用小平面
ＬＥＤ（代表的には直径５０μｍの活性面）および電子
写真プリンター用の高い分解能（１＋１ＩＩＩ当り１０
〜１６１ＥＤ）を有するＬ　ＥＤう（ン（ｚｅｉｌｅ　
）テある。

両方の場合ともＬＥＤの公知製造法は特有の欠点を有す
る、つまりＧａＡｓ１−ｘＰｘのガス相エピタキシーお
よび活性領域のｐ−拡散による製造の場合には成程密に
隣接した微小１姻のＬＥＤが容易に製造されうるが、し
かし得られた素子の放射束は比較的小さい。例えばＧａ
ＡＳｏ、６Ｐｏ、４から成る代表的ＬＥＤは、動作電、
流１０ｍＡの場合約２５μＷの放射束を放射する。他の
公知製造法、つまりＧａ、ｘＡ＃ｘＡｓの液体エピタキ
シーを用いる場合には、同一条件で１００μＷ以上を発
射する著しく高い放射束を有する赤色ＬＥＤが得られる
。しかしこの技術の場合、全半導体板上に活性ｐｎ接合
が生じるのは欠点である。このために密に隣接した水平
面のＬＥＤの製造が困難になり、例えばメサ法の使用を
必要とし、その結果電流を通すための条導体を取付ける
のに極めて多大な困難を伴う。また選択的液相エピタキ
シー法も使用することはできるが、しかし同方法はあま
り発達しておらず高い製造収率を許さない。

発明が解決しようとする問題点 本発明は、小平面の活性領域を有し、高い放射束を発射
しかつ比較的容易な手段で製造することのできる発光半
導体素子を提供するという課題を基礎としている。

問題点を解決するための手段 前記課題は、半導体表面から上部半導体層を貫いてその
下に存在する第２番目の半導体層までまたは同半導体層
内に広がっている半導体ゾーンが設けられておりかつ該
半導体ゾーンが、両手導体層が相俟って形成するｐｎ接
合領域を層面の横方向に関して限定している冒頭記載の
発光半導体素子によって解決される。

前記半導体ゾーンは、重なり合って存在する両手導体層
の下部層の伝導形を有しかつ拡散層ある。半導体ゾーン
によって限定された電流の通る領域は円形または長方形
を有し、有利には半導体素子の中央部に存在する。数個
の電流の通る領域が設けられていてもよい。前記の電流
の通る領域は小平面的に形成されていて、層面に関して
１１００Ａ未満の大きさを有することができる。またこ
の領域は一方向に関して１００μｍ未満の素子間隔（Ｒ
ａ５ｔｅｒ　）で配置されていてもよい。

半導体層は有利にはガリウムアルミニウム砒化物から成
っている。

実施例 次に本発明を２つの実施例により詳述するが、図および
第２図により説明する。

第１図によれば、発光半導体素子を製造するために、ｐ
形砒化ガリウムから放る支持体１上に、液相エピタキシ
ーによってガリウムアルミニウム砒化物Ｇａ１−ＸＡｊ
ＸＡＳから成る第１層が析出される。第１層も、例えば
亜鉛を１０〜１０　　ｃＭ　　の範囲でドープすること
によって同様にｐ形でありかつ１０〜５０μｍ、好まし
くは２０μｍの厚さを有する。層２のアルミニウム分Ｘ
は所望の波長に応じてＯ〜４５壬の範囲で選択される。

すなわち例えば約８００　ｎｍの波長は１０壬のアルミ
ニウム分に対応し、約５５　Ｑ　ｎｍの波長は４０係の
アルミニウム分に対応する。層２上には、第１図（断面
図）および第２図（上から見た平面図）によれば、同様
にガリウムアルミニウム砒化物Ｇａ　、−ｙＡｊｙＡｓ
から成る第２層３が析出されるが、同層は例えばチル層
を１　ｏ１７〜１０ｉ８　Ｃｒｎ’５の範囲でｐ−プす
ることによってｎ形でありかつ３〜２０μｍ、好ましく
は５μｍの厚さを有する。厚３のアルミニウム分ｙは層
２のアルミニウム分Ｘよりも大きいように調節される、
もつと厳密に言えば、好ましくは方程式ｙ＝ｘ＋３ｏ壬
がほぼ満足されるように調節される。層３の表面上には
例えば窒化珪素から成るマスキング層４が施されかつ公
知の写真平版法およびエツチング法によって、各素子に
適した例えば約６０μｍの直径を有する円形の領域が設
けられるように形成される。第１図は、作図上の理由か
ら准一つの素子の製造を示しているが、実際には当然同
時て多数の単素子が製造される。次に公知法による唾鉛
の拡散によって、第２エピタキシ一層３の厚さが５μｍ
ならば例えば７μｍの深さを有するｐ形ゾーン５が形成
される。この拡散過程後には層３では、マスキング層４
０円形範囲下の領域だけがｎ形である。この領域は約４
５μｍの直径を有する。さらに例えば窒化珪素または二
酸化珪素から収る絶縁層６が設けられる。この層を公知
法によりエツチングして、層３のｎ影領域の上部に配置
された接触ロアが設けられる。

最後に金属接触層８が施され、公知のようにして構成さ
れて、層３のｎ影領域と接続された結合面９が形成され
る。継続製造段階も公知であるが、ここではもはや記載
する必要はない。これらの製造段階は特に基板１への金
属接点を作ること卦よび半導体板を単素子へ分割するこ
とから成る。

次に第２番目の実施例を第３図（断面図）および第４図
により説明する。この場合基板１、第１層および第２層
は第１番目の実施例と全く同様である。またそれに続く
製造段階も第１番目の実施例に極めて類似しており、構
造は横方向、つ１り層面に対して平行にのみ相違するに
スキない。マスキング層４からは製造すべきモノリシッ
クＬＥＤラインの各素子に関して長方形領域が形成され
る。ｐ形シー７５はマスキング層４の長方形領域下に存
在するｎ影領域の間に絶縁領域を形成する。絶縁層６に
おける接触ロアは金属接触層８をｎ領域に接続する。結
合面９は、ＬＥＤ素子のサイズが小さく、またその間隔
が狭くても結合線を取付けるため空間を十分にとれるよ
うにＬＥＤラインの一方の側に、また他方の側にと交互
に向けられている。長さ１ｍｍ当り１６素子〔素子間隔
（Ｒａｓｔｅｒｍａｓｓ　）６２．５μｍ）のＬＥＤラ
インの分解能のためには、ｎ影領域の幅は例えば約４０
μｍであってよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による半導体素子の一実施例の縦断面図
、第２図は同実施例の平面図であり、第３図は他の実施
例の縦断面図、第４図は同実施例の平面図である： １・・・基板、２・・・第１層（ｎ形）、３・・・第２
層（ｎ形）、５・・・ｐ形ゾーン、７・・・接触口。 接触口　　　　Ｐ形ゾーン Ｆｉｇ、１ ６Ｆｉｇ、２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、基板および同基板上に存在する逆伝導形の２個の層
   を有する発光半導体素子において、半導体表面から上部
   半導体層を貫いてその下に存在する第２番目の半導体層
   までまたは同半導体層内に広がつている半導体ゾーンが
   設けられておりかつ該半導体ゾーンが、両半導体層が相
   俟つて形成するｐｎ接合領域を層面の横方向に関して限
   定していることを特徴とする発光半導体素子。 ２、半導体ゾーンが、重なり合つて存在する両半導体層
   の下部層の伝導形を有する特許請求の範囲第１項記載の
   半導体素子。 ３、半導体ゾーンが拡散層である特許請求の範囲第１項
   記載の半導体素子。 ４、半導体ゾーンによつて限定された、電流の通る領域
   が円形または長方形断面を有する特許請求の範囲第１項
   から第３項までのいづれか１項記載の半導体素子。 ５、電流の通る領域が半導体素子の中央部に存在する特
   許請求の範囲第１項から第４項までのいづれか１項記載
   の半導体素子。 ６、数個の電流の通る領域が設けられている特許請求の
   範囲第１項から第５項のいづれか１項記載の半導体素子
   。 ７、電流の通る領域が水平面的に形成されておりかつ層
   面の方向に関して１００μｍ未満の寸法を有する特許請
   求の範囲第１項から第６項までのいづれか１項記載の半
   導体素子。 ８、電流の通る領域が一方向に関しては１００μｍ未満
   の素子間隔で配置されている特許請求の範囲第１項から
   第７項までのいづれか１項記載の半導体素子。 ９、半導体層がガリウムアルミニウム砒化物から成る特
   許請求の範囲第１項から第８項までのいづれか１項記載
   の半導体素子。