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WO1996003776A1 - Semiconductor light-emitting device and production method thereof - Google Patents

Semiconductor light-emitting device and production method thereof Download PDF

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WO1996003776A1
WO1996003776A1 PCT/JP1995/001447 JP9501447W WO9603776A1 WO 1996003776 A1 WO1996003776 A1 WO 1996003776A1 JP 9501447 W JP9501447 W JP 9501447W WO 9603776 A1 WO9603776 A1 WO 9603776A1
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WO
WIPO (PCT)
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semiconductor
layer
type
active
emitting device
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/JP1995/001447
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Isao Kidoguchi
Hideto Adachi
Akihiko Ishibashi
Kiyoshi Ohnaka
Yuzaburo Ban
Minoru Kubo
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Priority to EP95926001A priority patent/EP0772247B1/en
Priority to US08/619,483 priority patent/US5751013A/en
Priority to KR1019960707277A priority patent/KR100290076B1/ko
Priority to DE69533511T priority patent/DE69533511T2/de
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Definitions

  • the present invention relates to a light emitting device made of a gallium sulphide-based compound semiconductor used for a semiconductor light emitting device such as a blue light emitting diode and a blue semiconductor laser, and a method of manufacturing the same.
  • the semiconductor device having the gallium nitride-based compound semiconductor is composed of A 1, G a, N, and In G a '-' N (where 0 ⁇ ⁇ I , 0 ⁇ y ⁇ 1) obtained by epitaxial growth of an n-type semiconductor layer, an i-type semiconductor layer, or a p-type semiconductor layer.
  • the method of epitaxial growth is usually metalorganic vapor phase.
  • a growth method such as a growth method (MOVPE method; etalorganic vapor phase epitaxy method) and a molecular beam epitaxy method (MB £: molecular beam epitaxy method) are used.
  • MOVPE method etalorganic vapor phase epitaxy method
  • MB £ molecular beam epitaxy method
  • TMGa Trimethyl gallium
  • TMA 1 Tri-Methylanole Mini
  • the A 1 G a In N N-based compound semiconductor is converted into p-type conduction, i S conduction, or n It can be controlled to mold conduction.
  • the band gap energy of the nitride is 34.4 eV or more, that is, the emission wavelength is 3600 nm or less. Even if many elements are added simultaneously, the emission wavelength is not in the blue region. Therefore, it is very difficult to obtain a blue light-emitting device using the AlGaN eyebrow as an active layer. Also, deep impurity levels are apt to be formed in the A 1 G aN eyebrows. As a result, unnecessary light emission occurs through high impurity levels, and the current of light-emitting elements increases. S had occurred.
  • Group III nitrides such as Al, Ga,-, N and In, Ga,-, N are stable substances and are difficult to etch because they are not eaten by chemicals. It is. Therefore, it is difficult to form a structure for confining the carrier to the active eyebrow in a light emitting element such as a semiconductor laser.
  • GaN-based light-emitting element uses a sapphire as a substrate, it is difficult to form a semiconductor laser resonator by cleavage. It is also conceivable to form the cavity by reactive ion etching, ion milling, or focused ion beam etching, but in this case, defects are found in the semiconductor eyebrows near the cavity end face. It is formed. This defect causes a similar gap as the intrinsic defect described above.
  • semiconductor devices using insulated substrates such as sapphire substrates
  • a step is provided in a part of a semiconductor eyebrow constituting the light emitting element, and a convex portion and a concave portion formed by the step are respectively formed.
  • a pole must be formed.
  • it is necessary to provide a step of l / m or more.
  • it is difficult to make the semiconductor »brow structure side to which the semiconductor light emitting element is connected closely adhere to a heat radiator having good heat conductivity.
  • the heat radiation of the semiconductor light emitting device having the step is incomplete, the operating current rises with the temperature rise of the device, and if the reliability is lowered, a problem arises.
  • the active layer is subjected to a slight stress, the light emission may be stopped in order for the semiconductor laminated structure forming the semiconductor light emitting element to adhere to the heat radiator.
  • the present invention solves the above-mentioned problem of the prior art JS, and provides a light-emitting element having high reliability, capable of emitting light of a wavelength in a green color region with low emission efficiency. Further, the present invention provides a semiconductor light emitting device which has a poor heat radiation property and has a small rotation of an emitted light polarization plane. Further, there is provided a method of manufacturing such a blue light-emitting element by a simple process and at a high yield.
  • the semiconductor light emitting device of the present invention has G an I n, N (0 ⁇ x 3), which has an active layer to which both a p-type impurity and a ⁇ impurity are added, and a first and a second cladding layer provided with the active layer interposed therebetween.
  • the structure has a terracotta structure, so that light in the blue region can be emitted with high luminous efficiency.
  • the 3 ⁇ 4-type impurities and the ⁇ -type impurities are each added substantially uniformly throughout the active layer.
  • the first clad eyebrow has a ⁇ -shaped conduction type, and the ⁇ on the side of the active layer adjacent to the first clad eyebrow.
  • the impurity of the type impurity is low at 28 degrees, and the impurity level of the ⁇ -type impurity is high on the side close to the second cladding layer.
  • the WK active eyebrow has a structure in which a certain number of ⁇ -type eyebrows to which only ⁇ -type impurities are added and a number of ⁇ -type eyebrows to which only ⁇ -type impurities are added are alternately stacked. .
  • the first cladding layer has a p-type conductivity type, and in the active layer, the first cladding layer is formed from a side adjacent to the first cladding layer.
  • the number of the p-type impurities decreases toward the side close to the clad shoes of No. 2.
  • the tt-number of P-type layers and the 1H-numbered n-type layers are each doped with the P-type impurity and the n-type impurity in a practically uniform manner.
  • the active layer has a structure in which a certain number of G aN eyebrows and a plurality of 1 nN layers are alternately stitched, The p-type impurity and the n-type impurity are added only to a number a of the InN layers.
  • the active eyebrows are each doped with the P-type impurity and the n-type impurity with an impurity conductivity in the range of 10 17 cm to 10 ll) cm_i .
  • the p-type impurity is any one of zinc, magnesium, and carbon
  • the ⁇ -type impurity is any of gallium, zeolite, selenium, or tellurium.
  • the first cladding layer has a conduction type of p S, and an energy difference between a conduction band of the active eyebrow and a conduction band of the first cladding is zero. 3 eV or more.
  • Another semiconductor light emitting device of the present invention includes an active layer, an n-type cladding layer and a p-type cladding layer provided with a glare active layer interposed therebetween, and A 1. .N (0 ⁇ x ⁇ l, 0 ⁇ y ⁇ l, 0 ⁇ z ⁇ 1)
  • the active eyebrow is a non-dove A 1, G a, In, N, or A i, G a, l ⁇ with both p-type and n-type impurities added. , ⁇ .
  • the semiconductor light emitting device is a semiconductor laser. Wherein hydrogen is added near two end faces of the active layer.
  • the method for manufacturing a semiconductor light-emitting device of the present invention includes an active layer and first and second cladding layers sandwiching the active layer, wherein Al, GaIn, ⁇ (where 0 ⁇ ⁇ 1, 0 ⁇ y ⁇ I, 0 ⁇ 2 ⁇ 1)
  • a semiconductor structure comprising a semiconductor, wherein the ⁇ semiconductor structure is provided on a substrate, and the first Forming a mask layer having a predetermined pattern on the semiconductor structure sandwiched between the substrate and the active layer; and holding the semiconductor structure in a gas containing plasma-excited hydrogen.
  • ⁇ Using the mask layer as a mask 3 ⁇ 4Introducing hydrogen to the second clad eyebrow, removing the mask, and »forming an electrode on the semiconductor structure.
  • a blue light-emitting element can be manufactured with a high yield in a simple manner.
  • the mask eyebrow is a ⁇ -type semiconductor layer or an Ando semiconductor eyebrow.
  • ⁇ RTI ID 0.0> I
  • ⁇ / RTI> the pre-K mask layer is comprised of gay oxide or gay 28 hydride.
  • Another method of manufacturing a semiconductor 3 ⁇ 4 optical device of the present invention includes an active layer, and first and second click La head layers sandwiching the activity belonged, A l »G a y ⁇ ⁇ , ⁇ ( however 0 ⁇ ⁇ ⁇ 1, 0 ⁇ y ⁇ I ⁇ 0 S z ⁇ l)
  • Forming a semiconductor structure composed of a body on a substrate forming a resonator of the semiconductor laser by driving, and placing the substrate in a gas containing hydrogen or a hydrogen compound excited by plasma.
  • introducing hydrogen into the semiconductor multilayer structure from the end face of the resonator thereby producing a blue light emitting device with a high yield by a simple process. it can.
  • Another method of manufacturing a semiconductor light emitting device et al of the present invention includes an active layer, and first and second click La head layers sandwiching the active ⁇ , A 1 «G a y I n, N ( However, 0 ⁇ x ⁇ l, 0 ⁇ y 1, 0 ⁇ z ⁇ I) a process of forming a semiconductor structure composed of a semiconductor on a substrate, and >> forming a mask layer having a predetermined pattern on the semiconductor structure A step of implanting an ion into the semiconductor building using the mask layer as a mask, and a step of etching the ionized region of the semiconductor structure by etching.
  • the method includes a process for removing the blue light-emitting element, whereby a blue light-emitting element can be manufactured at a higher yield by a simple process.
  • a further method of manufacturing a semiconductor light emitting device includes a step of forming a semiconductor interconnect on a substrate, including an active eyebrow, and first and second clad shoes sandwiching the active eyebrow. Forming a projection and a recess in the semiconductor structure by removing a part of the active layer and the first and second cladding layers; and forming a projection and a recess in the semiconductor structure. Forming a first and a second electrode; and disposing a protrusion of the heat radiator on a heat radiator having a step smaller than a step between the protrusion and the recess of the semiconductor connection. The negative electrode of the heat sink And loading the semiconductor layer chair so that the second IS pole is in contact with the second IS pole, whereby the heat radiation is excellent and the rotation of the output light coupling wavefront is improved.
  • a small number of semiconductor light emitting devices can be manufactured.
  • the heat radiator has first and second bumps on the protruding portion and the front ⁇ concave portion, and after the first bump contacts the first S pole, a nuclear heat radiator is provided. And the front K semiconductor edge structure, and the second bump is brought into contact with the second S pole.
  • the step of loading the semiconductor eyebrow structure is performed by applying a resin to the front surface of the projecting portion and the concave portion of the front heat radiator and curing the resin. ! Ufl semiconductor ⁇ Fixing device it and the radiator are fixed and loaded.
  • the tree is a UV-cured tree, and the resin is cured by applying ultraviolet light to the semiconductor structure to emit ultraviolet light.
  • the active layer comprises Al, G a, I n. N (where 0 ⁇ x ⁇ l, 0 ⁇ y ⁇ l, 0 ⁇ z S l), or Z n M g Consists of SS e. No ffi
  • FIG. 1 shows a cross section of a semiconductor light emitting device according to a first embodiment of the present invention.
  • Fig. 2 shows the semiconductor light emitting device shown in Fig. 1 and a conventional semiconductor.
  • the band energy of the active layer of the light emitting device is schematically shown.
  • Figure 3 is a graph showing the relationship between impurity concentration and emission intensity.
  • 4 (a) to 4 (e) are cross-sectional views showing the steps of manufacturing the semiconductor light emitting device shown in FIG.
  • Figure 5 (a) and (b) is 0, which indicates 3 ⁇ 4 gas and optical properties of the semiconductor light emitting element that by the first embodiment of the present invention, respectively
  • FIG. 6 shows a distribution of impurity level in another active layer of the first embodiment.
  • FIG. 7 (a) is a cross-sectional view showing another active eyebrow diagonal structure of the first embodiment
  • FIG. 7 (b) is a view of the impurity port of the tank structure shown in FIG. 7 (a).
  • the distribution is shown.
  • 07 (c) shows the distribution of the sy impurity S degree of the di-structure shown in Fig. 7 (a).
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing still another active eyebrow structure of the first embodiment.
  • FIG. 9 shows a cross section of a semiconductor light emitting device according to a second embodiment of the present invention.
  • FIGS. 10A and 10B are cross-sectional views showing the first half of the manufacturing process of the semiconductor light emitting device shown in FIG.
  • FIG. 11 schematically shows a cross section of the S child cyclotron resonance device S used in this embodiment.
  • FIG. 12 (a) to 12 (d) are cross-sectional views showing the latter half of the manufacturing process of the semiconductor light emitting device shown in FIG.
  • FIG. 13 is a perspective view showing one manufacturing step of the semiconductor light emitting device shown in FIG.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view showing another structure of the second embodiment.
  • FIG. 15 is a cross section showing the structure of the semiconductor light emitting device used in the third embodiment.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view for explaining a method of mounting the light emitting device shown in FIG. 15 on a mount.
  • Section 17 is a cross section E showing another method for mounting the Sunshine Songko on the mount according to the Sth embodiment.
  • FIG. 18 shows a cross section of a semiconductor light emitting device mounted by the method shown in B1 17.
  • FIG. 19 shows a third structure of the mount used in the third embodiment. M »ft for
  • E 1 indicates a cross section H of the light emitting diode 30 according to the first embodiment of the present invention.
  • the light emitting diode 30 has an active layer 38, a clad layer 36 provided with the active layer 38 interposed therebetween, and a clad eyebrow 40.
  • Active footwear 3 8 is 1 11. . , 0 3 0.111.
  • the cladding layer 36 is made of A 1 e.jG a0. • N doped with gayne as a ⁇ -type impurity, and the cladding layer 40 is a p-type impurity.
  • the light emitting diode 30 has a double hetero structure in which a heterojunction is formed at the sight of the ladder.
  • the n-type cladding layer 36 is formed, for example, through a contact eyebrow 34 made of n-type GAN: Si, for example, on a sapphire substrate 32 having a (001) plane. It is provided above.
  • a contact layer 42 made of ⁇ -type GAN: Mg is provided on the ⁇ cloud 40.
  • a B pole 46 consisting of 2% of Au and Ni is provided on the contact shoe 42.
  • a part of the contact layer 42, the clad layer 40, the active eyebrows 38, and a part of the clad footwear 36 are removed by etching.
  • a part of the contact shoe 34 is also partially etched in the thickness direction, and the electrode 44 composed of A1 is exposed on the surface of the contact shoe 34 by the etching. It is provided above.
  • the active layer 38 has a thickness of the order of magnitude, and both zinc (Zn) which can be implanted as a p-type impurity and gay element (Si) which functions as an n-type impurity have an active layer 3. 8 Substantially uniformly added throughout.
  • the wavelength of the light emitted from the activity title 38 is about 460 nm.
  • E is the forbidden width of the active layer and E * is the arc.
  • E is the activation energy of the donor level
  • r is the activation energy of the donor level.
  • the distance between a single donor atom and an ex-buta atom, e is the power ratio of the active layer, and e is the amount of S and S.
  • the donor level due to gallium 5 4 is formed, and an ex-buta level 56 of zinc is formed at a position S larger than E * from the valence S element 52.
  • the S-child existing in the conduction carrier 50 transitions to the donor level 54 due to the non-emission 3 transition, and then transitions to the axebuta level 56 with the glow. And can be.
  • the light of the wavelength emitted when the light is transferred from the conduction 50 directly to the sunset level 56 is ⁇ : It can be emitted from an active layer with a larger forbidden privia width ⁇ , ⁇ .
  • the composition ratio of the indium (I ⁇ ) is small, and it is possible to use a high-quality material with a small indium composition.
  • the luminous efficiency is also improved.
  • zinc atoms are stabilized in the InGaN layer by pairing with surface defects such as vacancies.
  • surface defects such as vacancies.
  • zinc and gay By adding both to InGaN ⁇ , the generation of intrinsic defects is suppressed, and the luminous efficiency can be improved.
  • FIG. 3 shows the relationship between the emission intensity and the impurity level of the added gay people.
  • the Cormorant by 3, 1 0 if ie cm _ i about Gay element is added, a high 3 ⁇ 4 light 3 ⁇ 4 degree is obtained.
  • the emission intensity of ft high and 1 when practically favored arbitrary 15 enclose the in impurity concentration or give strength of the 1 / e, range from 1 0 1 7 cm 1 0 ' ° cm "1 about It can be seen from the values of that the impurities are added or preferred.
  • the amounts of addition of zinc and gay may be about the same, and either may be large, but if zinc and gay purple are added to the same extent, the impurity level density Are preferred because they are equal.
  • the active type of the active layer is n-type because the activation rate of silicon is higher than that of zinc.
  • the concentration of zinc may be increased so that the conduction type of the active layer 38 is p-type in order to increase the hole S degree and improve the luminous efficiency.
  • the cladding layers 36 and 40 can be composed of Al yG a ' ⁇ N with an arbitrary A 1 composition ratio y in the IS range of 0 ⁇ y ⁇ 1, Considering lattice matching, the A 1 composition ratio y is preferably in the range of 0 ⁇ y ⁇ 0.3. Furthermore, in order to efficiently confine the carrier to the active request, the conduction energy of the active eyebrows 38 and at least the p-type clad eyebrows 40 is increased. Is preferably not less than 0.3 eV.
  • the composition of the clad brow 36 and the clad layer 40 may be different, for example, the cladding 36 made of GaN and A 1. ⁇ G a. ... A clad layer 40 composed of N may be used.
  • a contact made of ⁇ — GaN is placed on a sapphire substrate 32 having a (001) plane.
  • a Si 0 film and a film 60 are deposited on the contact eyebrows 42 by using a thermal CVD method or the like. (Fig. 4 (a)).
  • Si 0 a part of the film 60 is removed by etching, and a part of the contact eyebrow 42 6 Get 4 out of 3 (Fig. 4 (b)).
  • the ion implantation method is used to reach the surface of the contact layer 42 from the surface of the contact layer 42 to the middle of the contact layer 34. Inject i (Fig. 4 (c)). As a result, the region 62 into which S i has been implanted is damaged, and the ⁇ property is reduced.
  • a light emitting diode 30 as shown in FIG. 1 can be manufactured. Since wet etching is used, the process of manufacturing a light-emitting diode is simplified, and the yield can be improved.
  • the wavelength of light emitted from the active eyebrows is reduced to M nodes. Can be done. Specifically, I n .., o G a ⁇ ⁇ . In addition, if zinc and gayne are added as p-type impurities and nS! Impurities, light having a wavelength of about 450 nm can be emitted. Also 1 11. ,. 0 3. .,. Magnesium (Mg) is added as an impurity to sulfur, and one of sulfur (S), selenium (Se), and tellurium (Te) is added as an n-type impurity.
  • Mg Magnesium
  • S sulfur
  • Se selenium
  • Te tellurium
  • Inc., .Gao., And N are magnesium and gay as p-type impurities and n-type impurities.
  • magnesium When magnesium is added, light with a wavelength of around 500 nm can be emitted.
  • Sece magnesium is not easily diffused in semiconductors, light emission can be obtained by selecting magnesium as the p-type impurity.
  • Efficiency is increased, and the same raw material as the P-type impurity used for the cladding layer is used, thus simplifying the * child fabrication process, and using carbon (C) in addition to the P-type impurity. Since carbon is not easily expanded in the semiconductor and can be added at a high S level, luminous efficiency can be increased. That. For example, in G a N
  • Addition of 5 i and C can cause light with a wavelength of 43 O nm to be emitted. It is also possible. Since the C acceptor level is shallow, the energy between the donor level of Si and the C sunset is higher, and the wavelength is shorter.
  • a gradient may be provided for impurities.
  • Fig. 6 shows the impurity levels in the active eyebrows 70 sandwiched between the clads 36 and 40.
  • the active eyebrows 70 are the same as the active layer 38 in that both zinc and gay are added.
  • the degree of subshipping which is a pS impurity, is p-type A 1, G a. , N, from the surface 72 in contact with the cladding layer 40 to the surface 74 in contact with the cladding layer 36 made of n-type A1 o.i G ao ⁇ N. It's ok.
  • the zinc » is about 10 1 T cm- 'and in plane 74 it is about 10' cm _
  • S of the gay element is an n-type non-pure product is 11-inch 1 0 1 6 3 0.
  • the click la head layer 3 6 0 consisting of 1 ⁇
  • the S degree of the gay element is approximately 10 17 cm _ *, and on the surface 72, it is approximately 10 ′′ c in _ ′.
  • Fig. 6 shows an example in which the impurity concentration is directly converted to g, but if the ⁇ degree of zinc is small on the surface 72 side and large on the surface 74 side, It may change gradually, or may have a curved slope.
  • the ⁇ -type impurity concentration increases as the distance from the ⁇ -type cloud «40 increases. Therefore, holes having low mobility can be easily diffused in the active region 70 from the surface 72 in contact with the cloud region 40. Therefore, the thickness of the active layer 70 can be further increased, and the luminous efficiency can be further increased.
  • the case where the S of the n-type impurity S i is distributed symmetrically with the p-type impurity has been described, but the n-type impurity is uniformly distributed over the entire active layer 70. Is also good.
  • the active eyebrows may have a so-called strange doping structure.
  • the active footwear 8 0 sandwiched click la head layer 3 6 and 4 0 only the p-type impurity is added! I number of I n. 9 * G a .. -, only ⁇ layer 7 6 and ⁇ -type impurity number of tt which is added pressurizing I n o oe G a 0.
  • HN layer 7 8 is Sekimayu alternately.
  • the impurity concentration of the.,., N layer 78 may be the same, and each concentration is set to about 10 ⁇ cm- '. Further, as described with reference to FIG. 6, a concentration gradient may be cast. Specifically, as shown in FIG. 7 (c), out of a plurality of G a In N genus 76, In a. 0E G a o. The concentration of the p-type impurity in the N layer 76 is close to that of the cladding 40, and the degree of the ⁇ -type impurity in the ⁇ -year calendar 76 is low. Meanwhile, more than 10. . 40 3.
  • the active eyebrow 86 with the seed brace of InN 82 and Gan N brow 84 is replaced with the clad brow 36 and the clad debris. 40 may be provided.
  • the In N layer 82 having a thickness of one atomic layer and the GanN eyebrow 84 having a thickness of 9 atomic layers are alternately ridged and overlapped, so that the whole And In. , G a. ⁇ Active ⁇ 86 having the composition ⁇ can be formed.
  • the zinc and gay rainfall enter the position of the In atom in the antagon, and become P-type and n-type impurities.
  • the activation rate of the p-type impurity is improved, and the luminous efficiency can be improved.
  • Active shoes 86 are grown by atomic layer epitaxial growth. Specifically, trimethylgallium and ammonia are alternately introduced into the growth chamber nine times to grow GaN eyebrows on nine eyebrow substrates, and then trimethylsilium and ammonia are added to the growth chamber. By alternately introducing the InN layer into the growth chamber one time, the InN layer can grow one eyebrow. To grow the InN layer » dimethyl zinc and silane are supplied at the same time, and both the zinc and the gallium are added to the InN layer. Good.
  • the case where the sapphire is used as the substrate has been described.
  • another substrate such as SiC, spinel, or Zn0 may be used.
  • FIG. 9 is a sectional view of a color-growing semiconductor laser 90 according to a second embodiment of the present invention.
  • the semiconductor laser 90 has an active layer 98, a clad layer 96, and a clad eyebrow 100, which are projected across the active layer 98.
  • the active layer 98 is 10. 10 8.
  • Click La head layer 9 6 is the n-type impurity
  • a 1 Gay element is added B! .N and the cladding layer 10 is composed of A1 ⁇ .jGao. O with magnesium added as a pS impurity.
  • the light-emitting diode 90 has a fiS structure with a simple double heterostructure in which a heterojunction is formed with the silicon layer.
  • the activity ⁇ 98 may be such that only lead may be added as an impurity, or an InGaN-based semiconductor containing both a P-type impurity and an n-type impurity as described in detail in Example 1 It may be ⁇ . That is, the InG GaN doped with p-type and n-type impurities by the same impurity doping method as the active layer 38 of the light emitting element shown in FIG. 1 or the impurity doping method shown in FIGS. 6 to 8. It may be a system semiconductor calendar.
  • hydrogen is similarly added to the vicinity of the two end faces forming the resonator, and Has been
  • the cladding layer 96 is provided, for example, on a sapphire substrate 92 having a (001) plane via a connecting layer 94 made of n-type GaN. I have. A contact eyebrow 102 made of p-type GaN is provided on the cladding layer 100. Furthermore, an S pole 106 is cast on the contact layer 102. In addition, the contact 102, the cladding debris 100, the active layer 98, and a part of the clad brow 96 have been removed by etching. A portion of the genus 94 is also etched halfway in its thickness direction, and the electrode 104 is projected onto the surface exposed by etching the contact layer 94. Have been.
  • a portion 108 of hydrogen is formed in a part of the contact layer 102 and the cladding waste 100.
  • Region 108 has an R resistance due to the inclusion of hydrogen.
  • the gradient region without hydrogen is in the form of a stripe extending in the direction of the cavity, and this region has a low resistance. Therefore, holes injected from the electrode 106 are effectively injected into a part 110 of the active layer 98 below the hydrogen-containing clad eyebrow 100, and The rear can be effectively confined, and the threshold B current of the semiconductor laser can be reduced. In this way, the p-Alfl! Gao. •
  • the N-cladding layer is provided with the function of S-flow constriction, and a highly reliable semiconductor laser can be obtained.
  • the resistivity of the region 108 is increased is that the atomic hydrogen that has entered during the consolidation is a p-type impurity (exact pig impurity) or the nearest neighbor. This is because they combine with the constituent elements of the above to lower or inactivate the function of the P-type impurity as an accelerator. Therefore, it is equivalent to a semiconductor without impurities added, and the resistance increases.
  • FIGS. 10 (a), 10 (b), 11 and 12 (a) with reference to FIG. 12 (d).
  • a contact layer 94 composed of n—GaN is formed on a (001) plane sapphire substrate 92, n-A 1 o Gad layer 96 composed of G ao ⁇ N, activated debris composed of Ino. j G ao., ⁇ 98, ⁇ —A l .. G ao., N Epitaxy grows on the contact bronze 102, consisting of the clad brows 100, p-G a N (Fig. 10 (a)), and on the contact layer 102.
  • a mask layer 1 12 is formed on the mask 11.
  • the mask eyebrows 112 are semiconductor eyebrows or insulating eyebrows made of a material other than a p-type semiconductor, as long as they do not transmit hydrogen ions.
  • Ando G aN, n-type G a As, p-type G a N or S i O :, S i »N «, S i etc. are used as mask eyebrows. It can be.
  • the mask eyebrows 1 1 2 are processed into a strip shape, and a part of the contact debris 102 is exposed. 1 0 (b)) 0
  • the electron cyclotron resonance device 120 is composed of a chamber 124, a magnet coil 122 provided around the chamber 124, a wipe holder 126, a shutter 130, and gas. It has an inlet 1 3 2. Hydrogen introduced into the chamber 124 from the gas inlet 132 is converted into plasma in the chamber 124 by the microwave, and the plasma flow 128 power ⁇ , The sapphire substrate 92 set in the sample holder 126 is irradiated. At this time, the temperature of the sapphire substrate 92 is maintained at about 350 degrees.
  • the substrate 92 is introduced into an electron cyclotron resonance (ECR) device 120, and the contact layer 102, the clad eyebrows 100, and the active layer are formed using chlorine gas.
  • ECR electron cyclotron resonance
  • 98, a part of the cladding 96 and a part of the genus Connect 94 are etched halfway through the eyebrows (Fig. 12 (c)).
  • resonators and end faces 1336 and 138 are formed by etching.
  • a layer 104 is formed on the contact layer 94 to complete the semiconductor laser 90.
  • a process such as etching is not applied to a region close to the active eyebrows, so that a highly reliable semiconductor laser can be easily manufactured with a high yield.
  • a high-resistance region can be produced efficiently with high hydrogen excitation efficiency and, unlike ion implantation or the like, damage to the semiconductor crystal occurs. Ji is hardly seen.
  • hydrogen excitation efficiency is high, and a high-resistance region can be efficiently formed.
  • clotron resonance water S plasma is hard to spread in the direction of the magnetic field, that is, in each of the semiconductor lasers) 1).
  • Atomic width hydrogen can be used in the connection with a width substantially equal to the width of the mask layer 112 that has been formed. This effect is significant because the width of the stave is as narrow as about 4 // m.
  • the semiconductor eyebrows near the octopus plane have higher resistance. Therefore, heat generation near the resonance end face can be suppressed, the temperature rise on the resonance S surface can be reduced, and the it> I property of the semiconductor laser can be improved.
  • the temperature of the wipe arranged in the plasma-excited water was maintained at about 350, but by changing this temperature, the temperature of the It can control the inactivation of Axebuta.
  • a gas such as ammonia ((,) may be used as long as the gas contains the hydrogen element.
  • the A 1 G a In N N system was used as the material constituting the semiconductor laser, but other large materials of forbidden syllables, such as II-VI group compounds, may be used.
  • the effect of the present invention is also large in the ZnMgSSe system.
  • a clad eyebrow 204 made of n—ZnMgSSe is formed on a substrate 202 made of semi-transparent ZnS e.
  • Light confinement employment consisting of Z n S e, 208, activity of C d Z n S e, 210, p — Z n S e
  • the optical confinement eyebrow consisting of 2 12, the cladding layer 2 14 consisting of p-ZnMgSSe, and the contact layer 2 16 consisting of p-ZnSe force
  • the present invention may be applied to a semiconductor laser 200 having The contact eyebrows 2 16, the cladding 2 14, and the light confinement eyebrows 2 12 2 have hydrogen-added regions 220 formed in part of them.
  • the activated debris is generated by the B pressure applied between the electrode 2 18 formed on the cut layer 2 16 and the electrode 2 04 formed on the clad layer 204.
  • the S flow flowing through 210 is constricted.
  • the case where the sapphire is used as the substrate has been described.
  • other substrates such as SiC, sibinel, and ZnO may be used.
  • Example 1 In this example, a method for mounting a semiconductor laser according to the present invention will be described.
  • the semiconductor laser 302 used in this embodiment has a semiconductor structure 304 formed on a substrate 320 such as sapphire.
  • the semiconductor structure 304 includes an active layer 308 and clad eyebrows 303 and 310 sandwiching the active eyebrows.
  • the active layer 306 is composed of In, Ga, and ⁇ , and the cladding layers 306 and 310 are p—Al, Ga, ⁇ , and n—A1, respectively. , G B l- , N.
  • the semiconductor structure 304 has a step, and a recess 31 formed by the step and a protrusion 312 are formed. At least the active layer 30 6 is included in the protrusion 3 12 I have.
  • Position ft of poles 3 16 and 3 18 has a gap D 1 of 2.8 m.
  • the lens 32 4 on which the semiconductor laser 302 is mounted also has a step, and the step forms a protrusion 3 26 and a recess 3 288.
  • Pumps 330 and 332 are provided on the surfaces of the projections 326 and the recesses 328, respectively.
  • the mount 324 is made of a heat radiator Si, and the bumps 330 and 332 are made of an alloy of gold and tin.
  • the position of the surface of each of the bumps 330 and 332 has a gear D2 of 3.0 m.
  • the mounting method is explained using Fig. 18.
  • the semiconductor laser 302 is set on the submount 324 by using the vacuum collector 322.
  • the vacuum collector 322 When the semiconductor laser 302 is moved closer to the mount 32 4, first, since the D 2 is larger than the D 1, the 3 ⁇ 4 ⁇ 3 18 of the semiconductor laser 302 or the bump 3 Contact with 30. A load is applied from the side of the semiconductor laser 302, the bump 330 is pressed, the thickness of the bump 330 is reduced, and the electrode 310 and the bump 330 are connected.
  • a semiconductor laser having unevenness is heated. It can be in close contact with a radiator with good conductivity. Therefore, the increase in the humidity of the semiconductor laser can be suppressed, and the decrease in reliability can be suppressed.
  • the electrode 318 provided in the recess 314 of the semiconductor laser 302 comes into contact with the bump 330, excessive pressure is applied to the activity 308 of the semiconductor laser. Very little effect on semiconductor lasers. In particular, there is no problem 3 that the polarization plane of the emitted light is rotated due to the refractive index property of the constituent material caused by the stress.
  • the bump may be made of an alloy of gold and silver, or may be made of a material that can adhere to the semiconductor laser and the radiator by melting, for example, an alloy of »and gold or indium. It may be, for example, dium.
  • an ultraviolet-curable resin may be injected between the semiconductor laser 302 and the mount 324.
  • the S pole valleys 3 38 and 3 40 provided on the projections 3 26 and the recesses 3 28 of the submount 300 are respectively aligned with 81.
  • the bumps 338 and 340 are made of gold formed by plating or the like.
  • the electrode 3 18 of the semiconductor laser 302 is brought into contact with the bump 338, and a load S is applied from the side of the semiconductor laser 302 so that the bump 338 escapes and the bump 3 Reduce the thickness of 3 8 so that the 3 1 16 contacts the bump 3 40. At this time, the resistance between bump 338 and bump 340 is monitored. / 01447
  • the semiconductor laser 302 is applied with a low pressure to emit light. In this case, there is no need to perform laser oscillation. The light leaked from the semiconductor laser 302 is absorbed and hardened by the UV-55 resin 336, and the semiconductor laser 302 can be mounted on the submount 324.
  • a material for a semiconductor laser that emits light having a wavelength that can efficiently cure an ultraviolet curable resin there are an AlGalnN system, a ZnMgSe system, and the like.
  • the semiconductor laser having the unevenness can be brought into close contact with the heat radiator having good heat conductivity, and therefore, the temperature rise of the semiconductor laser can be suppressed, and the decrease in reliability can be suppressed. .
  • the electrode 318 provided in the concave portion 314 of the semiconductor laser 302 comes into contact with the bump 338, a pressure is applied to the active layer 308 of the semiconductor laser. It does not adversely affect the semiconductor laser. In particular, there is no problem that the plane of polarization of the emitted light is rotated due to the a-refractive property of the constituent material caused by the stress.
  • the semiconductor laser is illuminated to cure the ultraviolet hardened tree, but it may be cured by irradiating ultraviolet rays from outside.
  • the resin for mounting the semiconductor laser on the sub-mount is made of ultraviolet curable resin, but may be made of thermosetting resin. Also, as a sub-mount, use other heat-dissipating materials such as s Even if iC, C, AIN, etc. are used, the effect of the present invention is large.
  • the Si sub-mount is provided with irregularities, but as shown in FIG. 19, two bumps 3 4 2 and 3 4 4 having different thicknesses by D 2 are flattened.
  • the semiconductor laser can be mounted on the mount in the same manner as described above, provided on the mount 346 having a smooth surface. Above: ⁇ lffl3 ⁇ 4T
  • the present invention it is possible to obtain a luminous purple having high reliability and high luminous efficiency and capable of emitting light having a wavelength of the breeding region.
  • a semiconductor light emitting device that has good heat dissipation and has a small rotation of the output light AS wavefront.

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Description

半導体発光素子およびその製造方法
技術分野
本発明は青色発光ダイオー ド、 青色半導体レーザ等の半導 体発光素子に用いられる S化ガ リ ゥ ム系化合物半導体からな る発光素子およびその製造方法に Mする。
背彔¾術
S素を V族元素する I I I- V族化合物半導体である A 1 . G a , Ι η ,Ν (但 し、 0 ≤ χ ≤ 1、 0 g y g 1. 0 ≤ z ≤ l 〉 系化 合物半導体を用いた半導体 ¾子が、 常沮において優れた発光 特性を有する と いう 報告が最近なされ、 この系の化合物半導 体が靑色発光素子を実現する材料と して期待されている （例 えば、 ジ ャパニーズ ' ジャーナル ' ォブ * アブライ ド ' フ ィ ジク ス 3 2 ( 1 9 9 3年） 第 1< 8項ー第し 1 1 項 （ Japane se Journal of Applied Physics 32 ( 1993) L8-L11 ) ) 0 こ の窒化ガ リ ウム系化合物半導体を有する半導体素子は、 サフ ア イァ基板上に A 1 , G a い， N及び I n G a '-' N (但 し、 0 ≤ ≤ I , 0 ≤ y ≤ 1 ) からな る n 型半導体層、 i 型半導 体雇、 あるいは p型半導体層をェビタキシ ャル成長する こ と によ って得られる。
ェピタキシ ャ ル成長の方法と しては、 通常、 有機金属気相 成長法 （ M O V P E法 ； etalorganic Vapor Phase epitaxy 法〉 、 分子線エピタキ シー法 （ M B £ ； Molecular Beam Epi taxy法） 等の成長方法が用い られる。 例えば、 M O V P E法 について簡単に抉明する と、 サフ ァイ ア基板を設 fi した反応 室内に反応ガスと して ト リ メ チルガ リ ウム （ T M G a ； G a
( C H ») ι) . ト リ メ チルァノレ ミ ニゥム （ T M A 1 : A 1
( C H ，） 、 ト リ メ チルイ ン ジウム （ T M I n ； I n ( C H ,) ，） 等の有機金 JRとア ンモニア （ N H ガスを供給し、 サフ ァイ ア基板の表面温度を 7 0 0〜 1 1 0 0 の高温に保 持 して、 基板上に A 1 G a I n N系化合物半導体のェピタキ シ ャル層を成長させる。 この とき、 ジェチル亜鉛 （ D E Z n
； Z n ( C »H .) .) またはシラ ン （ S i H 等を供給する こ とによ って、 A 1 G a I n N系化合物半導体を p型伝導、 i S伝導、 あるいは n 型伝導に制御でき る。
これまで知られている A l G a I n N系化合物半導体を用 いた代表的なデバイ スと して青色発光ダイ オー ドがある （例 えば、 ジ ャパニーズ ' ジャーナル ' ォブ ' アブラ イ ド ' フ ィ ジク ス 3 2 ( 1 9 9 3年） 第し 8項 -第し 1 1 項 （ Japane se Journal of Applied Physics 32 ( 1993) L8-L11 ) ) 。 こ の発光ダイオー ドは I n。 。，G a 0. ·,Νを活性屑 とするダブ ルヘテロ榱造を有しており、 かつ活性層に亜^ ( Ζ η ) が添 加されている。 これは、 発光波長を約 0. 4 に Μ整す るためである。 このよ う に I n G a N活性層を用いた従来の 発光ダイォー ドにおいて、 その活性層には亜鉛のみが添加さ れていた。
また、 A 1 ,G a を活性層とする M I S棣造の発光ダ ィ ォー ドについての報告もなされている （特開平 4 - 1 0 6 6 5、 特開平 4 - 1 0 6 6 6、 特開平 4 - 1 0 6 6 7 〉 。 こ の発光ダイオー ドでは、 発光波畏を変化させるために、 発光 層 とな る i 型 G a Nに Ζ η と S i が同時に添加されている。
しか しながら、 従来のこれ らの発光ダイォー ドでは以下に 示すよ う な間理があった。
I n , G a i-,Ν層に Z nのみが添加されている場合、 Z n 原子は I 11 , 0 3 ぃ 鱺中では、 空孔等の固有欠陥 と対をな して安定化する。 しか し、 固有欠陥は非発光中心となるため、 発光効率が低下する という 問 がある。 ま た、 ¾界が印加さ れている場合、 固有欠陥が增«して ¾光素子の動作 ¾流が高 く なつ た り、 信頼性を低下させる等の惠影響が生 じる という 問 Sがあ る。 特に、 こ の様な問 Sは萵ぃ光密度とキ ャ リ ア密 度が要求される半導体レーザの *合に顕著となる。 また、 p 型不純物と して、 Z n を用いる場合、 Z n の活性化率が低い ため、 非常に多 く の Z nを添加 しなければな らないという 間 理が生 じていた。
また、 発光波長をさ らに長 く するためには、 活性眉に用い る I n ，G a i-，Nの I n組成を增大さ る必要がある。 例えば 信号機等に用いる場合、 波長は 5 2 0 n m程度の肯綠色が望 ま しいと されるか、 そのために I n ,G 8 活性眉內の I ηの量を増大させる必要がある。 しか しながら、 I nの增大 と と もに拮 Aの品貧が低下 して発光効率か低下する。 従って、 I nの組成比を大き く して、 波長の長い光出射する発光素子 を得るこ とは困 «である。
A 〗 G a N眉を活性層に用いる場合、 そのバン ドギャ ップ エネルギは窒溫で 3· 4 4 e V以上、 つま り、 発光波長は 3 6 0 n m以下となるので、 たとえ亜鉛とゲイ素を同時に多 く 添加 して も発光波長は青色領域にない。 従って、 A l G a N 眉を活性層に用いて青色発光素子を得るこ とは非常に困難で ある。 また、 A 1 G a N眉は深い不純物準位が形成されやす く、 その結果、 《い不純物準位を介した不必要な発光が生じ、 発光素子の勳作 ¾流が增大する という 問 Sが生 じていた。
また、 A l ,G a ,-,Nや I n ,G a ,-,Nなどの III族窒化物 は安定な物質であり、 化学薬品に対 して *食されずエ ツチ ン グが困難である。 從つて、 半導体レーザ等の発光 ¾子におい て、 活性眉へキャ リ アを閉 じ込めるための構造を形成するこ とが困難である。
さ らに、 G a N系の発光素子ではサフ ァ イ アを基板とする こ とから、 へき関によって半導体レーザの共振器を形成する のは困難である。 共振器を反応性イオ ンエッチ ング、 イオン ミ リ ング、 集束イオン ビームエッチ ング等の ドラ イエツチン グによ り形成するこ と も考え られるが、 この場合、 共振器端 面近傍の半導体眉に欠陥が形成されて しま う。 この欠陥は上 述の固有欠陥と して同様の間 ¾を生 じる。
また、 サフ ァ イ ア基板等の絶緣性の基板を用いる半導体発 光素子では、 基板側に S極を設け と るこ とで ないため、 発 光素子を構成する半導体眉の一部に段差を設け、 その段差に よ り形成される凸部と凹部にそれぞれ «極を形成する必要が ある。 G a N系の発光素子の场合、 l / m以上の段差を設け る必要がある。 しか し、 この場合、 半導体発光素子を楝成す る半導体 »眉構造側を熱伝導の良い放熱体に密着させるこ と が困難となる。 段差を有する半導体発光素子の放熱が不完全 な場合、 素子の温度上昇に伴って動作 ¾流が上昇し、 信頼性 が低下するといつた問ほが生じる。 さ らに、 半導体発光素子 を槽成する半導体積眉構造を放熱体に密着させる に、 活性 層に ¾度の応力が加わると発光が停止する恐れが生じる。 応 力の量が少ない場合でも、 半導体積層棣造を構成する材料に tt屈折率性が生じて半導体発光素子から出射した光の僞波面 が回転するといつた W Sが生じ、 例えば、 半導体レーザを光 ディ スク等に用いる *合に不具合が生じる。
本発明は、 従来技術の上記猓 JSを解决を解决し、 高い信賴 性を備え、 Sい発光効率で、 靑色領域の波長の光を発光する こ とのできる発光素子を提供する。 また、 放熱性に侵れ、 出 射光偏波面の回転の少ない半導体発光素子を提供する。 さ ら に、 このよ うな青色発光素子を簡単な工程で、 かつ高い歩留 ま りで製造する方法が提供する。
¾明の開示
本発明の半導体発光素子は、 G a n I n , N ( 0 ≤ x 3 ) からな り、 p型不純物および π ϋ不純物の両方が添加さ れた活性層と、 該活性層を挟んで設け られた第 1 及び第 2 の ク ラ ッ ド層とを有するダブルへテ ロ構造を俑えてお り、 その こ とによ り、 青色領域の光を高い発光効率で出射でき る。 好通な実施 »様において、 前¾ Ρ型不純物及び前記 η 型不 純物は、 それぞれ前記活性層の全体にわたって実質的に均一 に添加されている。
好適な実施 ®様において、 前記第 1 のク ラ ッ ド眉は Ρ 型の 導 ¾型を有しており、 前記活性層において、 該第 1 のク ラ ッ ド眉に近接する側では前記 ρ型不純物の不純物 28度が低 く く 前記第 2 のク ラ ッ ド層に近接する側では該 ρ 型不純物の不純 物 »度が高 く なつている。
好適な実施 様において、 W K活性眉は、 ρ型不純物のみ か添加された «数の Ρ型眉及び η 型不純物のみが添加された a数の η 型眉が交互に積履された構造を有する。
好通な実施 ®棵において、 前記第 1 のク ラ ッ ド層は p 型の 導 «型を有しており、 前記活性層において、 第 1 のク ラ ッ ド層に近接する側から前記第 2のク ラ ッ ド履に近接する側に かけて、 前記 «数の p型餍の不純物濃度が く なつている。
好適な実施 ¾様において、 前記 tt数の P 型層及び 1H記 数 の n 型層はぞれぞれ前記 P 型不純物及び n 型不純物が実 K的 に均一に添加されている。
好適な実施想様において、 前記活性層は、 «数の G a N眉 及び複数の 1 n N層が交互に種眉された構造を有 してお り、 前記 p 型不純物および前記 n 型不純物は «a数の I n N層に のみ添加されている。
好適な実施 S様において、 前記活性眉は、 それぞれ 1 0 1 7 c m から 1 0 l l) c m _ iの範囲の不純物通度で前記 P 型不純 物および前記 n 型不純物が添加されている。
好 Sな実施舫様において、 p 型不純物は亜鉛、 マグネ シゥ ム、 または炭素のいずれかであ り、 前記 π 型不純物は、 ゲイ素、 ィォゥ、 セ レ ン、 またはテルルのいずれかである。
好適な実施 »様において、 前記第 1 及び第 2 の ク ラ ッ ド牖 は、 A 1 , G a ι- 0 ≤ y ≤ 0. 3 ) か らなる。
好適な実施筋様において、 前記第 1 のク ラ ッ ド層は p Sの 導 ¾型を有しており、 前記活性眉及び該第 1 のク ラ ッ ド眉の 伝導帯のエネルギ差が 0. 3 e V以上である。
本発明の別な半導体発光素子は、 活性層と、 眩活性層を挟 んで設け られた n型ク ラ ッ ド層及び p 型ク ラ ッ ド層とを含み、 A 1 . G a , I n .N (但 し、 0≤ x≤ l、 0 ≤ y ≤ l、 0 ≤ z ≤ 1 ) 半導体からなるダブルへテロ桷造を備えた半導体発光 素子であって、 te p型ク ラ ッ ド履は水素を含有する領域と水 素を含有 しない領域とを有してお り、 そのこ とによ り、 靑色 領域の光を高い発光効率で出射でき る。
好適な実施 様において、 記活性眉は、 ノ ン ドーブ A 1 , G a ， I n ,N、 ま たは p 型不純物と n型不純物とが両方添加さ れた A i ,G a ， l η ,Νからなる。
好適な実施 ffi棟において、 該半導体発光素子は半導体レー ザであって、 該活性餍の 2つの端面近傍に水素が添加されて いる。
本 ¾明の半導体発光素子の製造方法は、 活性屦と、 活性層 を挟む第 1 及び第 2 のク ラ ッ ド層とを含み、 A l ，G a I n ,Ν (但 し、 0 ≤ χ ≤ 1、 0 ≤ y ≤ I , 0 ≤ 2 ≤ 1 ) 半導体か らなる半導体構造であって、 κ半導体構造は基板上に設け ら れてお り、 該第 1 の ク ラ ッ ド眉は該基板と該活性層にはさま れている半導体構造上に、 所定のパター ンを有するマスク層 を形成するェ sと、 該半導体構造をプラズマ励起された水素 を含有する気体內に保持し、 ¾マスク層をマスク と して、 ¾ 第 2のク ラ ッ ド眉に、 水素を導入する工程と、 該マスク履を 除去する工程と、 »半導体構造上に ¾極を形成する工程とを 包含しており、 そのこ とによ り、 青色発光素子を簡単なェ によ り高い歩留ま り で製造でき る。
好通な実施 JK様において、 前 K水素を導入する工程におい て、 ¾子サイ ク ロ ト ロ ン共鳴を用いて水素をプラ ズマ励起化 する。
好適な実施 »様において、 前記マスク眉は、 π 型半導体層 またはア ン ドーブ半導体眉である。
好通な実施 «I様において、 前 Kマスク層は、 酸化ゲイ素ま たは 28化ゲイ素からなる。
本発明の別な半導体 ¾光素子の製造方法は、 活性層と、 活 性屬を挟む第 1 及び第 2のク ラ ッ ド層とを含み、 A l »G a y Ι η ,Ν (但 し、 0 ≤ χ ≤ 1、 0 ≤ y ≤ I ^ 0 S z ≤ l ) 半導 体からなる半導体構造を基板上に形成する工程と、 ドラ イエ ツ チングによ り半導体レーザの共振器を形成する工程と、 プ ラズマ励起された水素または水素化合物を含有する気体内に 該基板を保持し、 水素を共振器端面から半導体 ¾層構造内に 導入する工程とを包含 してお り、 その こ と によ り、 青色発光 素子を簡単な工程によ り高い歩留ま り で製造でき る。
本発明のさ らに別な半導体発光素子の製造方法は、 活性層 と、 活性臞を挟む第 1 及び第 2 のク ラ ッ ド層とを含み、 A 1 « G a y I n , N (但 し、 0 ≤ x ≤ l、 0 ≤ y 1、 0 ≤ z ≤ I ) 半導体からなる半導体構造を基板上に形成する工程と、 》半 導体構造上に所定のパター ンを有するマスク層を形成するェ 程と、 該マスク層をマスク と して、 半導体棟造にイオ ン化 物を注入する工程と、 ゥエツ トエッ チ ングによ り、 »半導体 構造の該イオン化物が注入された傾域を除去するェ接とを包 含 してお り、 そのこ とによ り、 青色発光素子を簡単な工程に よ り高い歩留ま りで製造でき る。
本発明のさ らに刖な半導体発光紊子の製造方法は、 活性眉 と、 活性眉を挟む第 1 及び第 2の ク ラ ッ ド履とを含み半導体 楝造を基板上に形成する工程と、 »活性層、 該第 1 及び第 2 のク ラ ッ ド層の一部を除去 し、 半導体構造に突起部及び凹部 を形成する工程と、 該半導体構造の ¾凹部及び該突起部及び 上に第 1 及び第 2の電極を形成する工程と、 該半導体楝造の 該突起部と該凹部との段差よ り も小さな段差を有する放熱体 上に、 該放熱体の突起部と ¾ Κ第 1 の ¾極、 該放熱体の凹部 と該第 2の IS極がそれぞれ接触する よ う に該半導体 層椅造 を装荷する工程とを包含 してお り、 そのこ とによ り、 放熱性 に優れ、 出射光儡波面の回転の少ない半導体発光素子を製造 でき る。
好適な実施 様において、 前記放熱体は ΙΪΚ突起部及び前 β凹部上に第 1及び第 2のバンプを有 し、 該第 1 のバンプが 前記第 1 の S極と接 した後に、 核放熱体と前 K半導体稜眉 構造とを押さえつけ、 該第 2のバンプと前記第 2の S極とを 接触させる。
好通な実施想橡において、 前記半導体積眉構造を装荷する 工程は、 前 1£放熱体の前 E突起部及び前記凹部の表面に樹脂 塗布 し、 該樹脂を硬化するこ とによ って！Ufl半導体 «層機 it と前記放熱体とを固定し、 装荷する。
好 3な実施 ¾8様において、 前記樹]!旨は紫外線硬化樹 であ り、 前記半導体權造に ¾圧を印加する こ と によ り、 紫外光を 発光させ、 前記樹脂を硬化させる。
好速な実施 様において、 前記活性層は、 A l ,G a , I n . N (但 し、 0≤ x≤ l、 0≤ y≤ l、 0 ≤ z S l ) 、 または Z n M g S S eからなる。 の ffi な
図 1 は、 本発明の第 1の実施例によ る半導体発光素子の断 面を示 している。
図 2は、 図 1 に示される半導体発光素子及び従来の半導体 発光素子の活性層のバン ドエネルギを摸式的に示 している。 図 3 は、 不純物濃度と発光強度との関係を示すグラ フ であ る。
図 4 ( a ) から （ e ) は、 図 1 に示される半導体発光素子 の製造工程を示す断面図である。
図 5 ( a ) 及び （ b ) は、 それぞれ本発明の第 1 の実施例 によ る半導体発光素子の ¾気的特性及び光学的特性を示 して いる 0
図 6 は、 第 1 の.実施例の別な活性層の不純物 »度の分布を 示 している。
図 7 ( a ) は、 第 1 の実施例の別な活性眉の棣造を示す断 面囟であ り、 図 7 ( b ) は図 7 ( a ) に示される槽造の不純 物港度分布を示 している。 0 7 ( c ) は図 7 ( a ) に示され る棣造の syな不純物 S度分布を示 している。
図 8 は、 第 1 の実施例の さ らに別な活性眉の構造を示す断 面図である。
図 9 は、 本発明の第 2の実施例によ る半導体発光素子の断 面を示 している。
図 1 0 ( a ) 及び （ b ) は、 図 9 に示される半導体発光素 子の製造工程の前半を示す断面図である。
図 1 1 は本実施例で用いる S子サイ ク ロ ト ロ ン共鳴装 Sの 断面を模式的に示 している。
図 1 2 ( a ) か ら （ d ) は、 図 9 に示される半導体発光素 子の製造工程の後半を示す断面図である。 図 1 3 は、 図 9 に示される半導体発光 ¾子の製造工程の一 つを示す斜視図である。
図 1 4 は、 第 2の実施例の別な構造を示す断面図である。 図 1 5 は、 第 3の実施例で用いる半導体発光素子の構造を 示す断面 である。
図 1 6 は、 図 1 5 に示される発光素子をマウ ン ト上に実装 方法を锐明する断面図である。
1 7 は、 第 Sの実施例による、 ¾光宋子をマウ ン ト上に 実装する別な方法を税明する断面 Eである。
図 1 8 は、 B1 1 7 に示される方法によ り実装された半導体 発光素子の断面を示 している。
図 1 9 は、 第 3 に実施例で用いるマウ ン トの別な構造を示 している。 M» するための ft の
(実施例 1 )
E 1 は本発明の第 1 の実施例によ る発光ダイ ォー ド 3 0の 断面 Hを示 している。
発光ダイオー ド 3 0 は、 活性層 3 8 と活性層 3 8 を挟んで 設け られたク ラ ッ ド層 3 6及びク ラ ッ ド眉 4 0 を有 している。 活性履 3 8 は 1 11 。 。， 0 3 0. 111 からなる。 一方、 ク ラ ッ ド 層 3 6 は π型不純物と してゲイ素が添加された A 1 e. j G a 0. • Nからな り、 ク ラ ッ ド層 4 0 は p型不純物と してマグネ シゥ ムが添加された A 1 。. ， G a 。· ，Nか らなるため、 活性層 とク ラ ッ ド眉 との聞でヘテロ接合が形成されたダブルへテロ構造 を発光ダイォー ド 3 0 は備えている。
n 型ク ラ ッ ド層 3 6 は n 型 G a N ： S i からな る コ ンタ ク ト眉 3 4 を介して、 例えば （ 0 0 0 1 ) 面'を有するサフ ア イ ァ基板 3 2上に設け られている。 ま た、 ρ βク ラ ッ ド雇 4 0 上には ρ 型 G a N ： M gからなる コ ンタ ク ト層 4 2 が設け ら れている。 さ らに、 コ ンタ ク ト履 4 2 上には A u及び N i の 2 餍からなる B極 4 6が設け られている。 また、 コ ンタ ク ト 層 4 2、 ク ラ ッ ド層 4 0、 活性眉 3 8、 ク ラ ッ ド履 3 6 の一 部分はエ ッチ ングによ り除去されている。 コ ンタ ク ト履 3 4 の一部もその厚さ方向の途中までエ ッチングされてお り， A 1 からなる電極 4 4 がコ ンタ ク ト履 3 4 のエッチ ングによ り S出 した面上に設け られている。
活性層 3 8 は 程度の厚さを有 しており、 p 型不純物 と して植能する亜鉛 ( Z n ) 及び n型不純物と して機能する ゲイ素 ( S i ) の両方が活性層 3 8 全体に渡っ て実質的に均 一に添加されている。 活性題 3 8から出射する光の波長は約 4 6 0 n mである。 n型不純物及び p 型不 W物の両方が活性 層 3 8 に添加されている场合、 出射する光の波長 ； I は次式で 与えられる。
" = Ε , - （ Ε ,+ E + e / s r [ e V ] λ = 1. 2 3 9 5 / h [ μ ] こ こ で、 E ,は活性層の禁制带幅、 E *はァク セブタ準位の活 性化エネルギー、 E は ドナー準位の活性化エネルギー、 r は ドナ一原子とァ クセブタ原子との距離、 e は活性層の锈 ¾率、 e は S気 S量である。 E aが e Z f r よ り も大きい場合、 活性 眉の禁制帯幅で定ま る波長よ り も長い波長の光を活性履 3 8 は出射するこ とができ る。 図 2を参照 してさ らに詳 し く 説明 すると、 亜鉛及びゲイ素か活性層 3 8 に添加されている場合、 伝導苻 5 0から だけ低い位 fiにゲイ素によ る ドナー準位 5 4 が形成され、 また、 価 S子带 5 2か ら E *だけ ¾い位 Sに亜 鉛によ るァク セブタ準位 5 6が形成される。 伝導裨 5 0 に存 在する S子は、 非発光 3移によ り、 ドナー準位 5 4 に遷移し た後、 ¾光をと もな ってァク セブタ準位 5 6へ遷移する こ と ができ る。
従って、 禁制^ β Ε ,»の活性層を有する従来発光素子にお いて、 伝導蒂 5 0から直接ァクセブ夕準位 5 6へ 3移する場 合に出射される波長 ス の光を Ε ,:よ り も大きい禁制帑幅 Ε ,ι を持つ活性層から出射させる こ とがき る。 その結果、 イ ン ジ ゥ ム（ I π )組成比が小さ く と も長波長の光を発光するこ とが 可能とな り、 イ ン ジウ ム組成が少な く 高品質の袪¾を用いて、 青色領域の波長の光を出射.する発光効率及び佰賴性の高い発 光ダイォー ドを得るこ とができ る。
また、 亜鉛及びケィ素の添加によ り形成されるァク セブタ 準位及び ドナー準位によって、 再結合確率が高められるため、 発光効率も改善される。 さ らに、 I n G a N眉に亜鉛のみが 添加されている場合、 亜鉛原子は I n G a N層中では、 空孔 等の面有欠陷と対を成 して安定化するが、 亜鉛及びゲイ素の 両方を I n G a N餍に添加するこ と によ り、 固有欠陥の発生 が抑制され、 発光効率が改善でき る。
亜鉛及びゲイ素の添加量が多いと、 ァク セブ夕準位及び ド ナ一準位が多 く 形成されるので、 発光ダイ オー ド 3 0の発光 効率は高 く なる。 しか し、 添加量が多すぎる と発光効率は低 下する。 これは、 添加量が多いと不純物原子が結品の格子 H 位置等に入り、 その桔果、 桔晶その ものの品質を低下させて しま うからである。 図 3は、 発光強度と添加されたゲイ衆の 不純物 度との 係を示 している。 図 3 に示されるよ う に、 1 0 i e c m _ i程度にゲイ素が添加されている場合、 高い ¾光 ¾度が得られる。 ft高の発光強度を 1 と して、 その 1 / e の 強度を与える不純物濃度ま でを実用上好ま しい 15囲とする と、 1 0 1 7 c m から 1 0 '° c m "1程度の範囲の値で不純物が添 加されているこ とか好ま しいこ とが分かる。
また、 亜 »及びゲイ素の添加量は同程度であっ て もよい し、 どち らが多 く てもよいが、 同 じ程度に亜鉛及びゲイ紫が添加 されていれば、 不純物準位密度が等し く なるので好ま しい。 通常、 亜鉛とゲイ ¾とが同程度の不純物 »度で添加された場 合、 ケィ素の活性化率が亜鉛の活性化率よ り も大き いため、 活性層の伝導型は n型となる。 しか し、 ホール S度を高めて 発光効率を向上させるために活性層 3 8の伝導型が p型とな るよ う に亜鉛の濃度を高めて もよい。
上記説明から明 らかなよ う に、 高品質の活性層を得るため には活性眉を構成する I n *G a ,-,Ν中の I nの組成比 x は 小さい方か好ま しい。 しか し、 技術上、 0 ≤ x ≤ 0. 3 の範 囲で I n を含む活性眉を得る こ とが可能であ り、 亜鉛及びケ ィ素を不純物と して添加する場合、 I nの組成比をこの範囲 で »整するこ とによ り発光波長を W整しう る。
—方、 ク ラ ッ ド層 3 6及び 4 0 は 0 ≤ y ≤ 1 の IS囲の任意 の A 1 組成比 yを持つ A l yG a '^Nから構成でき るが、 活 性層との格子整合を考慮すれば、 A 1 組成比 yは 0 ≤ y ≤ 0. 3 の範囲であるこ とが好ま しい。 さ らに、 キャ リ アを効率よ く 活性願に閉 じ込めるために、 活性眉 3 8及び少な く と も p 型のク ラ ッ ド眉 4 0の伝導带のェネルギ差厶 E 。は 0· 3 e V 以上であるこ とが好ま しい。 ク ラ ッ ド眉 3 6 と ク ラ ッ ド層 4 0 の組成は異なっていてもよ く、 例えば、 G a Nからなるク ラ ッ ド屑 3 6及び、 A 1 。 · G a 。. ·》 Nからなる ク ラ ッ ド層 4 0を用いてもよい。
以下に、 発光ダイオー ド 3 0の作製方法の一例を図 4 ( a ) から図 4 ( e ) を参照 しながら说明する。
まず、 有機金厲気相成長法 （ M O V P E法） な どの桔 β成 長方法を用いて、 （ 0 0 0 1 ) 面を有するサフ ァ イ ア基板 3 2上に η — G a Nからなるコ ンタ ク ト眉 3 4、 n - A 1 o. , G a 。 ,Nからなる ク ラ ッ ド層 3 6、 Z nおよび S i を添加 した I n 。. 。，G a 。 "Nからなる活性層 3 8、 p - A 1 o. » G a o • N力、らなる ク ラ ッ ド腦 4 0、 及び p — G a Nからなるコ ンタ ク ト層 4 2をェビタキ シ ャ ル成長させる。 さ らに、 コ ンタ ク ト眉 4 2上に熱 C V D法などを用いて S i 0，膜 6 0を堆積す る （図 4 ( a ) ) 。 ホ ト リ ソ グラ フ ィ ー技術とエ ッ チ ング技 術を用いて S i 0 :膜 6 0の一部をエ ッ チングによ り 除去 して コ ンタ ク ト眉 4 2の一部 6 4 を 3 出させる （図 4 ( b ) ) 。 エッチ ングされた S i 0 ，膜 6 0をマスク と してコ ンタ ク ト 層 4 2の表面から、 コ ンタ ク ト層 3 4 の途中ま で達するよ う にイオ ン注入法を用いて S i を注入する （図 4 ( c ) ) 。 こ れによ り、 S i が注入された領域 6 2 はダメ ー ジを受け、 桔 β性か低下する。 その後、 硫酸 （ H， S O *〉 中に Sし、 S i イオンを注入した領域 6 0、 つま り、 コ ンタ ク ト雇 4 2、 ク ラ ッ ド眉 4 0、 活性層 3 8、 ク ラ ッ ド履 3 6、 およびコ ンタ ク ト眉 3 4の一都を除去する （図 4 ( d ) ) 。 S 卜イ オ ンを 注入した領 « 6 2のエ ッチ ングは比較的容 gであ り、 その他 のエッチ ング液、 例えば、 リ ン » ( H .P 0.) や水酸化ナ ト リ ウム （ N a 0 H ) 等を用いてもよい。 一方、 S i イ オ ン力 < 注入されていない領域は堅牢であ り、 硫 S!によ ってエツ チン グされない。
その後、 S i O iffi 6 0 を除去 し、 コ ンタ ク ト牖 4 2上及び コ ンタ ク ト層 3 4の B出 した一都 β 4上に ¾¾ 4 6及び 4 4 を形成する （ Ε 4 ( e ) 〉 。
このよ う な方法によ り、 図 1 に示すよ う な発光ダイオー ド 3 0を作製するこ とができ る。 ウエッ トエッチ ングを用いる ために、 発光ダイオー ドを作製する工程が容易にな り、 歩留 ま りを向上させるこ とが可能となる。
この様に して作成された発光ダイ ォー ド 3 0の鼋気的特性 及び光学的特性をそれぞれ図 5 ( a ) 及び （ b 〉 に示す。 立 ち上がり ¾圧 2 Vの良好なダイオー ドが得られ、 発光波長が
4 6 0 n mの青色領域にあるこ とが分かる。
上記実施例で示した発光ダイォー ド 3 0 に用いる活性層 3 8 と して、 以下に示すよ う な種々 の改変が可能である。
まず、 活性層 3 8の組成や活性餍 3 8 に添加する p型不純 物及び π型不純物を通切に 択するこ とによ り 活性眉から出 射する光の波長を M節する こ とができ る。 具体的には、 I n .. , o G a ο ·。Ν に p型不純物及び n S!不純物と して亜鉛及び ゲイ素を添加すれば波長 4 6 0 n m付近の光を出射させるこ とができ る。 また、 1 11 。 ，。0 3 。. ,。 に 型不|(¾物と して マグネシウム （ M g ) を添加 し、 n型不純物と して、 硫黄 ( S ) 、 セ レ ン （ S e ) 、 あるはテルル （ T e 〉 のいずれか を添加 しても 同 じ波長の光出射させるこ とができ る。 また、 I n c. ，。G a o. ，。Nに p型不純物及び n型不純物と してマグ ネ シゥ ム及びゲイ *を添加すれば波長 5 0 0 n m付近の光を 出射させるこ とができ る。 マグネ シウ ムは半導体中で拡散し に く いため、 p型不純物と してマグネ シウ ムを S択する と、 発光効率が ¾ く なる。 また、 クラ ッ ド層に用いる P型不純物 と 同 じ原料となるので、 *子作製工程が簡単になる。 また、 上記 P型不純物以外に炭素 ( C ) を用いてもよい。 炭素も半 導体中で拡敉しに く く、 高 S度に添加するこ とが可能である ため、 発光効率を高 く するこ とができ る。 例えば、 G a Nに
5 i と C を添加すれば、 波長 4 3 O n mの光を出肘させるこ と も可能である。 C のァク セプタ準位は浅いので S i の ドナ 一準位と Cのァクセブ夕準位との間のエネルギか大き く な り 波長は短 く なる。
また、 発光ダイオー ドの活性層中で、 不純物 »度に勾配を 持たせて もよい。 図 6 はク ラ ッ ド屬 3 6及び 4 0 に挟まれた 活性眉 7 0 中の不純物 »度を示 している。
活性眉 7 0 は、 亜鉛及びゲイ素の両方が添加されている とい う 点では活性層 3 8 と 同 じである。 しか し、 p S不純物であ る亜船の »度は、 p型 A 1 , G a 。.， Nか らなる ク ラ ッ ド層 4 0 に接する面 7 2 から、 n型 A 1 o. i G a o ^Nからなるク ラ ッ ド層 3 6 に接する面 7 4 に向かう につれて大き く なつて いる。 面 7 2において、 亜鉛の » は約 1 01 Tc m-'であ り, 面 7 4 において約 1 0 ' · c m _ |になっている。 一方、 n型不 純物であるゲイ素の S度は、 11 型 1 0 16 3 0. ,1^からなる ク ラ ッ ド層 3 6 0 に接する面 7 4 から、 p SA 1 o. > G a o. > Nからな るク ラ ッ ド層 4 0 に接する面 7 2 に向かう につれて 大き く な つている。 面 7 4 において、 ゲイ素の S度は約 1 0 17c m _*であ り、 面 7 2において約 1 0 ''c in_'になって いる。 図 6 では、 不純物の濃度が直據的に g化 している例を 示 しているが、 亜鉛の β度が面 7 2 側で小さ く、 面 7 4 側で 大き く な つておれば、 段 ¾的に変化 レていて もよ く、 曲練的 な勾配であって もよい。
この様な構造によれば、 活性層 7 0 において、 ρ型のク ラ ッ ド « 4 0から離れるにつれて、 ρ型不純物濃度が高 く なる ため、 移動度の小さ いホールを活性牖 7 0 において、 ク ラ ッ ド牖 4 0 と接 している面 7 2から逸 く にまで拡散させやすく なる。 従って、 活性層 7 0の厚みをよ り大き く する こ とが可 能とな り、 発光効率をさ らに大き く するこ とができ る。 なお- こ こ では、 n型不純物である S i の «Sは p型不純物と対称 的に分布している場合を説明 したが、 n型不純物は活性餍 7 0全体にわたって均一に分布 していて もよい。
また、 活性眉はいわゆる変 « ドー ピング構造を懾えていて もよい。 図 7 ( a 〉 に示すよ う に、 ク ラ ッ ド層 3 6及び 4 0 に挟まれた活性履 8 0 において、 p型不純物のみが添加され た！ Ϊ数の I n 。 9*G a 。. ·，Ν層 7 6及び η型不純物のみが添 加された tt数の I n o oeG a 0. HN層 7 8が交互に積眉され ている。 この構造によれば、 ¾子及びホールは空 IH的に分離 された状 ©で束縛されるので、 再桔合確率が增大し、 S子及 びホールが空 K的に分離されていない場合に比べ発光効率は 1 桁程度向上する。
各 I n o e*G a o. ,eN層 7 6及び I n 。. 。BG a 。. ,，N層 7 8の不純物濃度は、 図 7 ( b ) に示すよ う に、 同 じであって もよ く、 それぞれの濃 «を約 1 0 ^ c m -'と した。 また、 図 6を参照 して説明 したよ う に、 濃度勾配が投け られていても よい。 具体的には、 図 7 ( c ) に示すよ う に、 複數の G a I n N屬 7 6のう ち、 ク ラ ッ ド履 3 6 に近い I n a. 0E G a o. · « N層 7 6の p型不純物¾度は髙く ク ラ ッ ド履 4 0 に近い I n D. o»G a ο. ·βΝ暦 7 6の ρ型不純物 »度は低く なっ ている。 一方、 複数の 1 0 。 。40 3 。 《 61^暦 7 8の ぅ ち、 ク ラ ッ ド層 3 6に近い I n 。 。6G a。 ,sN眉 7 6の n型不純物 度は低 く、 ク ラ ッ ド届 4 0に近い I n 。， G 8 。 ··Ν層 7 6の p型 不純物 » は高 く なつている。 この様な構造によれば、 さ ら に発光効率を向上させるこ とができ る。
あるいは、 図 8に示すよ う に、 I n N 8 2履と G a N眉 8 4 との種眉榱造を備えた活性眉 8 6をク ラ ッ ド眉 3 6 と ク ラ ッ ド屑 4 0との間に設けて もよい。 活性眉 8 6において、 1 原子履の厚さを有する I n N層 8 2 と、 9原子層の厚さを有 する G a N眉 8 4を交互に稜み重ねる こ とによ り、 全体と し て I n。 ，G a。· ·Νの組成を有する活性牖 8 6を形成するこ とができ る。 この «合、 亜船及ケィ素の両方を I n N眉 8 2 にのみ添加するこ とか好ま しい。 G a よ り も I nの ¾気圧の 方が高 く、 不純物と置換しやすいからである。 これによ り、 亜鉛及びゲイ素の雨方が拮晶中の I n原子の位置に入り、 確 実に P型及び n型不純物となる。 その結果、 p型不純物の活 性化率が向上し、 発光効率を向上させるこ とかでき る。
活性履 8 6は原子層ェビタキシャル成長法によ り成長され る。 具体的には、 ト リ メチルガ リ ウム とア ンモニアを 9回交 互に成長室に導入して G a N眉を 9眉基板上に成長させ、 次 に ト リ メ チルイ ンジゥムとア ンモニアを 1回交互に成長室に 導入するこ とによ り、 I n N層を 1眉成長させる こ とができ る。 I n N層を成長させる »には、 ジメ チル亜鉛と シラ ンを 同時に供耠し、 I n N層に亜鉛とゲイ素の両方を添加すれば よい。
なお、 本実施例では、 基板と してサフ ァ イ アを用いた場合 について説明 したが、 S i C、 ス ピネル、 Z n 0等の他の基 板を用いて もよい。
(実施例 2 )
図 9 は本発明の第 2の実施例によ る育色半導体レーザ 9 0 の断面図を示 している。
半導体レーザ 9 0 は、 活性層 9 8 と活性層 9 8 を挟んで投 け られたク ラ ッ ド層 9 6及びク ラ ッ ド眉 1 0 0 とを有してい る。 活性層 9 8 は 1 0 。. 10 8 。 ， !か らなる。 ク ラ ッ ド層 9 6 は n型不純物と してゲイ素が添加された A 1 B ！ G a 0. .N か らな り、 ク ラ ッ ド層 1 0は pS不純物と してマグネシウム が添加された A 1 β. j G a o. ·Νからなるため、 活性層とク ラ ッ ド層との簡でヘテロ接合が形成されたダブルへテロ構造を ¾光ダイォー ド 9 0 は fiSえている。
活性騸 9 8は、 至鉛のみが不純物と して添加されていても よいし、 実施例 1 で詳細に K明 した P型不純物及び n型不純 物の両方を含む I n G a N系半導体牖であって もよい。 すな わち、 図 1 に示す発光素子の活性層 3 8 と同様の不純物添加 方法、 あるいは図 6 ~図 8 に示す不純物添加方法で p型及び n型不純物が添加された I n G a N系半導体暦であって もよ い。 また、 後述するよ う に活性眉 9 8 において、 共振器を形 成する 2つの端面近傍には、 同様に水素が添加され、 髙抵抗 化されている。
ク ラ ッ ド層 9 6 は n型 G a Nからなるコ ン夕 ク ト層 9 4 を 介 して、 例えば （ 0 0 0 1 ) 面を有するサフ ァ イ ア基板 9 2 上に設け られている。 また、 クラ ッ ド層 1 0 0上には p型 G a Nからなるコ ンタ ク 卜眉 1 0 2が設け られている。 さ らに. コ ンタ ク ト層 1 0 2上には S極 1 0 6が投け られている。 ま た、 コ ンタ ク ト斕 1 0 2、 ク ラ ッ ド屑 1 0 0、 活性層 9 8、 ク ラ ッ ド眉 9 6の一部分はエ ッチ ングによ り除去されている, コ ン夕 ク ト屬 9 4の一部もその厚さ方向の途中までエツ チン グされてお り、 電極 1 0 4がコ ンタ ク ト層 9 4 のエッチング によ り »出 した面上に投け られている。
コ ンタ ク ト層 1 0 2及びク ラ ッ ド屑 1 0 0の一部には水素 が含有された領 « 1 0 8が形成されている。 領域 1 0 8は、 水素の含有によ って R抵抗化している。 水素の含有していな い傾域は共振器方向に延びるス ト ライ ブ状とな ってお り、 こ の領城は抵抗は低い状想に保持されている。 したがって、 水 素を含有していないク ラ ッ ド眉 1 0 0下の活性層 9 8の一部 1 1 0 に ¾極 1 0 6か ら注入された正孔が効果的に注入され， キャ リ アの効果的な閉 じ込めが可能とな り、 半導体 レーザの しきい値 B流を低減でき る。 このよ う に、 p — A l fl ! G a o. • Nク ラ ッ ド層側に S流狭窄の機能を具備させ、 侑頼性の高い 半導体レーザを得るこ とができ る。
锒域 1 0 8が高抵抗化する理由は、 結 中に進入した原子 状の水素は p型不純物 （ァクセブタ不純物） も し く は最近接 の構成元素と桔合し、 P型不純物のァ ク セブタ と しての機能 を低下させた り不活性化させるからである。 そのために、 不 純物無添加の半導体と等価とな り、 抵抗が上羿する。
n型不純物でも同様な不活性化が生 じるこ と も考え られる が、 水素原子による不活性化の効果は P型半導体の方が SS著 であ り、 ¾流狭窄と しての機能は P型のコ ンタ ク ト層 1 0 2 及び p 型のク ラ ッ ド膶 1 0 0側に作製する方が Sま しい。 ま た、 A 1 »G a » I η ,Ν系の材料に対 して特に原子状の水素の 不活性化の効果が大き く、 Ρ - Α 1 . G a , I n 'Nは原子状の 水素によ って半絶縁性の状 «とな り、 抵抗が急 *に上昇して、 キ ャ リ アの閉 じこめが効果的に行えるので、 図 4 に示すよ う な梂造の レーザを作製でき る。
つぎに、 この半導体レーザの作製方法を図 1 0 ( a ) 、 1 0 ( b ) 、 図 1 1、 及び 0 1 2 ( a ) から図 1 2 ( d ) を用 いて锐明する。
まず、 M O V P E法などの結 A成長方法を用いて、 （ 0 0 0 1 〉 面サフ ァイ ア基板 9 2上に n — G a Nからなるコ ン夕 ク ト層 9 4、 n - A 1 o G a o ^Nか らなるク ラ ッ ド層 9 6、 I n o. j G a o. ,Νからなる活性屑 9 8、 ρ — A l 。. ！ G a o. , Nからな るク ラ ッ ド眉 1 0 0、 p — G a Nからなるコ ンタク ト屬 1 0 2をェピタキシャル成長する （図 1 0 ( a ) ) 。 さ らに、 コ ンタ ク ト層 1 0 2上にマスク層 1 1 2 を形成する。 マスク眉 1 1 2 は p型半導体以外か らなる半導体眉や絶縁眉 であっ て、 水素イオ ンを透通しないものであればよい。 例え ば、 ア ン ドーブ G a Nや n型 G a A s、 p型 G a Nある いは、 S i O :、 S i »N «、 S i な どをマス ク眉と して用 いる こ とが でき る。 ホ ト リ ソ グラ フ ィ ー技術とエ ッチ ング技術を用いて マスク眉 1 1 2をス ト ライ ブ状に加工し、 コ ンタ ク ト屑 1 0 2の一部を »出させる （図 1 0 ( b ) ) 0
0 1 1 に示すよう な S子サイ ク ロ ト ロ ン共鳴 （ E C R ) 装 1S 1 2 0 を用いて、 図 1 0 ( b ) に示される半導体構造に水 素イオ ンを *入する。' ¾子サイ ク ロ ト ロ ン共鳴装置 1 2 0は、 チャ ンバ 1 2 4 とその周 り に設け られたマグネ ッ ト コイノレ 1 2 2拭料ホルダ 1 2 6、 シャ ツ タ 1 3 0、 ガス導入口 1 3 2 を備えている。 ガス導入口 1 3 2 よ り チ ャ ンバ 1 2 4 に導入 された水素はマイ ク ロ波によ り、 チ ャ ンバ 1 2 4 内でプラズ マ化され、 プラ ズマ流 1 2 8力 <、 試料ホルダ 1 2 6 にセ ッ ト されたサフ ァ イ ア基板 9 2 に照射される。 その際、 サフ アイ ァ基板 9 2 は約 3 5 0 ての温度に保持されている。 その桔果、 コ ンタ ク ト層 1 0 2 のマスク層 1 1 2 に 5Cわれていない表面 から原子状の水素がコ ンタ ク ト眉 1 0 2及びク ラ ッ ド層 1 0 0 に注入される。 （図 1 2 ( a ) ) 。 これは、 マスク眉 1 1 2 內を原子状の水素が通過できないため、 マスク と して機能 するからである。 この工程によ り、 ァ ク セプタが不活性化さ れた領 « 1 0 8か形成される。 その後、 半導体層 1 1 2を除 去し、 コ ンタ ク ト騸 1 0 2の全面を IS出させたあと、 S極 1 0 6を形成する （図 1 2 ( b ) ) 。
その後、 図 1 2 ( b ) に示される構造を備えたサフ ァ イア 基板 9 2 を ¾子サイ ク ロ ト ロ ン共鳴 （ E C R ) 装置 1 2 0 に 導入し、 塩素ガスを用いて、 コ ンタ ク ト層 1 0 2、 ク ラ ッ ド 眉 1 0 0、 活性層 9 8、 ク ラ ッ ド屑 9 6の一部及び、 コ ン夕 ク ト屬 9 4 の一部を眉の途中までエッ チングする （図 1 2 ( c ) ) 。 さ らに、 図 1 3 に示すよ う に、 エッ チ ン グによ つ て、 共振器.端面 1 3 6及び 1 3 8形成する。
铳いて、 サフ ァイ ア基板 9 2を杓 3 5 0 eCに保持 しながら, ガス導入口 1 3 2から水素をチ ャ ンバ 1 2 4 内へ導入し、 S 子サイ ク ロ ト ロ ン共 ¾によ ってプラズマ励起された水素棼囲 気の中にエッ チ ングされた嫌面を ¾す。 これによ り、 共振器 靖面 1 3 6及び 1 3 8から原子状の水 Sが使入し、 共振 »の 端面近傍の空孔等の固有欠陥を水素によって補償する。 その 綰杲、 非発光中心の形成を抑制 し、 動作 tt流の上昇や信 W性 の低下を抑制するこ とができ る。
最後に、 ¾« 1 0 4 をコ ンタ ク ト層 9 4上に形成して、 半 導体レーザ 9 0が完成する。
このよ う な方法によれば、 活性眉に近接 した領域にエッチ ング等の加工を加えないので、 信頼性の高い半導体レーザを 容易に歩留ま り よ く 作製する こ とができ る。 ま た、 S子サイ ク ロ ト ロ ン共鳴によれば、 水素の励起効率が良く、 効率よ く 高抵抗の領域を作製でき、 かつイオン注入等とは異なり、 半 導体桔晶へのダメ ー ジはほ とんど見 られない。 ま た、 髦子サ イ ク ロ ト ロ ン共 ¾によれば、 水素の励起効率が良 く、 効率よ く 高抵抗の領域を作製する こ とができ る。 さ らに、 ¾子サイ ク ロ ト ロ ン共鳴によれば、 磁界方向すなわち半導体 レーザを 構成する各 )1に水平方向には水 Sプラ ズマは拡敉しに く い性 Kがあるため、 ス ト ラ イブ状に加工されたマスク層 1 1 2の 幅とほぼ等しい幅で植眉楝造に原子状の水素を使入させるこ とができ る。 ス トラ イ ブの幅は約 4 // mと狭いため、 こ の効 果は大きい。
また、 共振器锎面 1 3 6及び 1 3 8 近傍への原子状の水素 の注入によ って、 蛸面近傍の半導体眉は高抵抗化を有するよ う になる。 従って、 共振雜端面近傍での究熱を抑制でき、 共 振 S靖面の温度上昇を低滅 して、 半導体レーザの it>I性を上 げるこ とができ る。
上記実施例では、 プラ ズマ励起された水 ¾中に配 Atされた 拭料の温度は約 3 5 0てに保持する と したが、 この温度を変 えるこ と によ り、 水素原子によ るァ ク セブタの不活性化を制 御する こ とができ る。 また、 水素元素を含有する気体と して 水素を用いて説明 したが、 水素元素を含め気体であれば、 ァ ンモニァ （ Ν Η ,) 等のガスを用いてもよい。
上！S実施例では、 半導体レーザを構成する材料と して A 1 G a I n N系を用いて锐明 したが、 禁制蒂輥の大きな他の材 料でも よ く、 II-VI族化合物である Z n M g S S e系でも本発 明の効杲は大きい。 例えば、 図 1 4 に示すよ う に、 半絶 «性 Z n S e からなる基板 2 0 2上に、 n — Z n M g S S eから な る ク ラ ッ ド眉 2 0 4、 n — Z n S e からなる光閉 じ込め雇 2 0 8、 C d Z n S eからなる活性屬 2 1 0、 p — Z n S e か らなる光閉 じ込め眉 2 1 2、 p - Z n M g S S eからなる ク ラ ッ ド層 2 1 4、 及び p — Z n S e 力、らなる コ ンタ ク ト層 2 1 6 を有する半導体レーザ 2 0 0 に通用 して もよい。 コ ン タ ク ト眉 2 1 6、 ク ラ ッ ド履 2 1 4、 光閉 じ込め眉 2 1 2の 一部には水素が添加された領域 2 2 0が形成されてお り、 コ ンタ ク ト層 2 1 6上に形成された電極 2 1 8 と、 ク ラ ッ ド層 2 0 4上に形成された ¾極 2 0 4 との聞に印加された B圧に よ り、 活性屑 2 1 0を流れる S流が狭窄される。
なお、 本実施例では、 基板と してサフ ァ イ アを用いた場合 について説明 したが、 S i C、 ス ビネル、 Z n O等の他の基 扳を用いてもよい。
(実施例 3 )
本実施例では、 本発明によ る半導体レーザの実装方法を锐 明する。
本実施例で用いる半導体レーザ 3 0 2 は、 図 1 5 に示すよ う に、 サフ ァイ アなどの基板 3 2 0上に形成された半導体構 造 3 0 4 を有 している。 半導体構造 3 0 4 は活性層 3 0 8 と 活性眉を挟むク ラ ッ ド眉 3 0 6及び 3 1 0 とを含んでいる。 活性層 3 0 6 は I n ，G a い，Νか らな り、 ク ラ ッ ド層 3 0 6 及び 3 1 0 は、 それぞれ p — A l ,G a い， Ν及び、 n — A 1 ,G B l-,Nか らなる。 半導体構造 3 0 4 は段差を有しており、 段差によ り形成される凹部 3 1 と突起部 3 1 2が形成され ている。 少な く と も活性層 3 0 6 は突起部 3 1 2 に含まれて いる。 ま た、 突起部 3 1 2 の表面には、 ク ラ ッ ド層 3 0 6 に S気的に接統された ¾棰 3 1 6が形成され、 凹部 3 1 4 の表 面には、 ク ラ ッ ド層 3 1 0 に S気的に接繞された電極 3 1 8 が形成されている。 極 3 1 6及び 3 1 8 それぞれの表面の 位 ftは 2. 8 mのギャ ッ プ D 1 がある。
図 1 6 に示すよ う に、 半導体レーザ 3 0 2が実装されるマ ゥ ン 3 2 4 も段差を有 してお り、 段差によ り突起部 3 2 6及 び凹部 3 2 8 が形成されている。 突起部 3 2 6 及び凹部 3 2 8 の表面には、 パンブ 3 3 0及び 3 3 2がそれぞれ設け られ ている。 マウ ン ト 3 2 4 は放熱体である S i か らな り、 バン ブ 3 3 0 及び 3 3 2 は、 金と錫の合金からなる。 バンプ 3 3 0及び 3 3 2 のそれぞれの表面の位置は 3. 0 mのギヤ ッ ブ D 2 がある。
実装方法を図 1 8 を用いて锐明する。 サブマウ ン ト 3 2 4 上に真空コ レ ツ ト 3 2 2 を用いて半導体レーザ 3 0 2 をセ ッ 卜する。 半導体レーザ 3 0 2 をマウ ン ト 3 2 4 に接近させて ゆ く と、 D 2 の方が D 1 よ り も大きいために、 まず、 半導体 レーザ 3 0 2 の ¾棰 3 1 8かバンプ 3 3 0 と接触する。 半導 体 レーザ 3 0 2 側か ら荷重をかけてバンプ 3 3 0 を Λしてパ ンブ 3 3 0 の厚さを » く し、 ¾極 3 1 6 とバンプ 3 3 2か接 Λ4するよ う にする。 その後、 2 8 0 eCまで S i サブマウ ン ト 3 0 1 を通め、 バンプ 3 3 0 およびバンプ 3 3 2 を溶 ¾ して 半導体レーザ 3 0 2 とサブマウ ン ト 3 2 4 を密着させる。
このよ う な方法によ り、 凹凸の存在する半導体 レーザを熱 伝導の良い放熱体に密着させるこ とかでき る。 したがっ て、 半導体 レーザの湿度上昇を抑制でき、 信頼性の低下を抑制で さ る。
さ らに、 半導体レーザ 3 0 2 の凹部 3 1 4 に設け られた ¾ 極 3 1 8 がバンプ 3 3 0 と接触するために半導体 レーザの活 性膶 3 0 8 に過度の圧力がかかる こ とかな く、 半導体レーザ に悪影響を及ぼすこ とがない。 特に、 応力によ って生じる、 構成材料の ¾屈折率性に起因する出射光の偏波面が回転とい つ た問3は生じない。
上 K実施例では、 バンプと して金と錢の合金を用いている か、 溶》 して半導体レーザと放熱体を密着でき る材料であれ ばよ く、 例えば »と金の合金やイ ン ジウム等でも構わない。
また、 以下に説明するよ う に、 半導体レーザ 3 0 2 とマウ ン ト 3 2 4 との間に紫外綠硬化樹脂を注入して もよい。 図 1 7及び図 1 8 に示すよ う に、 サブマウ ン ト 3 0 6 の突起部 3 2 6及び凹部 3 2 8 にそれぞれ設け られた S極バレブ 3 3 8 及び 3 4 0 を 81う よ う にマウ ン ト 3 2 4 の表面に紫外鏃硬化 樹胆 3 3 6 を塗布する。 この場合、 バンプ 3 3 8 及び 3 4 0 はメ ツキなどによ り形成された金からなる。
上記説明と同様に、 まず、 半導体レーザ 3 0 2 の電極 3 1 8 をバンプ 3 3 8 と接触させ、 半導体レーザ 3 0 2 側か ら荷 Sをかけてバンプ 3 3 8 を浪 してバンプ 3 3 8 の厚さを薄く し、 ¾ ¾ 3 1 6 とバンプ 3 4 0が接触するよ う にする。 こ の 際、 バンプ 3 3 8 とバンプ 3 4 0 との間の抵抗をモニター し /01447
てお く と、 S極 3 1 8 とバンプ 3 3 8 との接触が確認でき る, その後、 半導体 レ一ザ 3 0 2 に ¾圧を印加 して発光させる。 この場合、 必ずし も レーザ発振させる必要はない。 半導体レ 一ザ 3 0 2から漏れだした光を紫外線 '55化樹脂 3 3 6 が吸収 して硬化 し、 半導体レーザ 3 0 2 をサブマ ウ ン ト 3 2 4 上に 実装でき る。 紫外線硬化樹脂を効率的に硬化でき る波長の光 を出射する半導体レーザの材料と して、 A l G a l n N系や Z n M g S S e 系等がある。
このよ う な方法によ り、 凹凸の存在する半導体レーザを熱 伝導の良い放熱体に密着させるこ とができ、 したがって、 半 導体レーザの温度上昇を抑制でき、 信頼性の低下を抑制でき る。
さ らに、 半導体レーザ 3 0 2の凹部 3 1 4 に設け られた ¾ 極 3 1 8 がバンプ 3 3 8 と接触するために半導体レーザの活 性層 3 0 8 に通度の圧力がかかるこ とがな く、 半導体レーザ に悪影響を及ぼすこ とがない。 特に、 応力によ って生じ る、 構成材料の a屈折率性に起因する出肘光の偏波面が回転とい つた問 ¾は生じない。
上記実施例では、 半導体レーザを発光させて紫外練硬化樹 fl旨を硬化させたが、 外部から紫外線を照射させて硬化させて も構わない。
上 SS実施例では、 半導体レーザをサブマ ン ト に実装する樹 脂に紫外線硬化榭^を用いたが、 熱硬化樹脂でも構わない。 ま た、 サブマ ン ト と して、 他の放熱の良い材料、 例えば、 s i C、 C、 A I N等を用いて も本発明の効果は大き い。
ま た、 上記実施例では、 S i サブマ ン ト に凹凸を設けてい るが、 図 1 9 に示すよ う に、 厚みが D 2だけ異な る 2つのバ ンブ 3 4 2及び 3 4 4を平らな表面を持つマウ ン ト 3 4 6に 設けて上記説明 と同様に し.て半導体レーザをマウ ン ト上に実 装でき る。 上.の <lffl¾T せ
本発明によれば、 高い信 性を備え、 高い発光効率で、 育 色領城の波長の光を発光するこ とのでき る発光紫子を得るこ とができ る。 また、 放熱性に ftれ、 出射光 AS波面の回転の少 ない半導体発光素子を得るこ とができ る。
さ らに、 このよう な青色発光素子を簡単な工程で、 かつ; ί い歩留ま り で製造する方法が提供される。

Claims

§ の ¾5
1 . G a ！ I η . Ν ( 0 ≤ κ ≤ 0 . 3 ) か らな り、 ρ型不純 物および η 型不純物の両方が添加された活性層 と、 該活性眉 を挟んで設け られた第 1 及び第 2 のク ラ ッ ド眉 とを有し、 ダ ブルへテロ榱造を懾えた半導体発光素子。
2 . 前 β ρ型不純物及び前記 η型不純物は、 それぞれ前記活 性眉の全体にわたっ て実 Κ的に均一に添加されている、 請求 項 1 に記載の半導体発光素子。
3 . 前記第 1 のク ラ ッ ド層は Ρ型の導 3型を有 しており、 前 記活性扇において、 第 1 のク ラ ッ ド眉に近接する側では前 K p S不純物の不純物 8度が低く く、 前 第 2 のク ラ ッ ド履 に近接する側では該 P型不純物の不純物 *度が高 く なつてい る、 請求項 1 に記載の半導体 ¾光《子。
4 . 前記活性雇は、 p型不純物のみが添加された複数の p型 眉及び n 型不純物のみが添加された ¾ [数の π型眉が交互に穑 層された桷造を有する、 請求項 1 に記載の半導体発光素子。
5 . 前記第 1 の ク ラ ッ ド眉は p型の導 S型を有 しており、 前 記活性眉において、 該第 1 のク ラ ッ ド層に近接する側か ら ΙΪ 記第 2の ク ラ ッ ド眉に近接する側にかけて、 前記複数の p型 層の不純物 «度が高 く なつ ている、 請求項 4 に記載の半導体 発光 子。
6. 前記 ¾ 数の p型層及び前記 tt数の n型眉はぞれぞれ前記 P型不純物及び 不純物が実質的に均一に添加されている. f 求項 5に K«の半導体発光素子。
7. 前記活性層は、 «数の G a N層及び複数の Ι η Ν層が交 互に種層された榱造を有しており、 前記 Ρ型不純物および ΙΪ En型不純物は該 «数の Ι η Ν層にのみ添加されている、 請
。 求項 1 に記載の半導体発光素子。
8. 前記活性層は、 それぞれ 1 0 '， c m -sから 1 0 l fl c m -a の範囲の不純物 »度で前 Kp型不純物および前記 n型不純物 が添加されている、 睹求項 1 に ¾戦の半導体発光素子。
9. 前 Kp型不純物は亜船、 マグネ シウム、 または炭素のい ずれかであり、 前記 η型不純物は、 ケィ素、 ィォゥ、 セ レン. またはテルルのいずれかである、 靖求項 1 に記載の半導体発 光 Sナ β
0
1 0. 前 Κ第 1 及び第 2のクラ ッ ド牖は、 A I rG a い
( 0 ≤ y ≤ 0. 3 ) からなる、 Sf求項 1 に記載の半導体発光 素子。
1 1. 前記第 1 のク ラ ッ ド層は p型の導 ¾型を有 してお り、 前記活性層及び該第 1 のク ラ ッ ド眉の伝導蒂のエネルギ差が 0. 3 e V以上である、 請求項 1 に記載の半導体発光素子。
1 2. 活性層と、 該活性眉を挟んで設け られた n型ク ラ ッ ド 眉及び P型ク ラ ッ ド層 とを含み、 A l ,G a y I n ,N (但 し、
0 ≤ X ≤ I . 0 ≤ y ≤ I 0 ≤ ζ ≤ 1 〉 半導体からなるダブ ルヘテロ榱造を備えた半導体発光素子であ って、 該 p型ク ラ ッ ド眉は水素を含有する領城と水素を含有 しない領域とを有 する、 半導体発光素子。
1 3. 前記活性層は、 ノ ン ドーブ 1 ,0 & , 1 11 .1^、 ま たは P型不純物と π型不純物とが両方添加された A 1 .G a , I n ,Nからなる St求項 1 2に K載の半導体発光 *子。
1 4. Κ半導体発光《子は半導体レーザであって、 ¾活性眉 の 2つの ft»面近傍に水素が添加されている »求項 1 2に記載 の半導体発光素子。
1 5. 活性層と、 活性眉を挟む第 1及び第 2の ク ラ ッ ド眉と を含み、 A I ,G a , I n ,N (但 し、 0 ≤ χ ≤ 1、 0 ≤ y ≤ 1 , 0 ≤ z ≤ 1 ) 半導体か らなる半導体桷造であって、 該半導体 榱造は基板上に設け られてお り、 K第 1の ク ラ ッ ド層は胲基 板と該活性眉に挟まれている半導体梂造上に、 所定のパター ンを有するマスク層を形成する工程と、
該半導体構造をプラ ズマ励起された水素を含有する気体内 に保持 し、 該マスク眉をマスク と して、 該第 2 の ク ラ ッ ド層 に、 水素を導入する工程と、
該マスク層を除去する工程と、
¾半導体構造上に！ ε«を形成する工程とを包含する半導体 発光素子の製造方法。
1 6. 前記水衆を導入する工程において、 «子サイ ク ロ ト ロ ン共鳴を用いて水 *をプラズマ励起化する »求項 1 5 に記載 の半導体 ¾光素子の製造方法。
1 7. 前記マスク驪は、 η型半導体層またはアン ド一ブ半導 体眉である、 》求項 1 5 に記載の半導体発光素子の製造方法 <
1 8. 前 Κマスク層は、 馕化ケィ *または S化ゲイ素からな る ¾求項 1 5 に Κ載の半導体発光衆子の製造方法。
1 9. 活性暦と、 活性層を挟む第 1 及び第 2のク ラ ッ ド眉と を含み、 A l ,G a， I n ,N (但 し、 0 S x ≤ l、 0 ≤ y ≤ I 0 ≤ z ≤ 1 ) 半導体か らなる半導体構造を基板上に形成する 工程と、
ドライエッチングによ り半導体レーザの共振器を形成する 工程と、 プラ ズマ励起された水素ま たは水素化合物を含有する気体 內に該基板を保持し、 水素を共振器端面から半導体積層構造 内に導入する工程とを包含する半導体発光素子の製造方法。
2 0. 活性届と、 活性層を挟む第 1 及び第 2のク ラ ッ ド眉と を含み、 A l ,G a ， I n .N (但 し、 0 ≤ χ ≤ 1、 0 ≤ y ≤ I 0 ≤ z ≤ 1 ) 半導体か らなる半導体構造を基板上に形成する 工程と、
該半導体榱造上に所定のパター ンを有するマスク屬を形成 する工程と、
該マスク層をマスク と して、 該半導体構造にイオ ン化物を 注入する工程と、
ゥエツ トエッ チングによ り、 該半導体構造の該イオン化物 が注入された領域を除去する工程とを包含する半導体発光素 子の製造方法。
2 1. 活性履と、 活性 ¾を挟む第 1 及び第 2のク ラ ッ ド眉と を含み半導体構造を基板上に形成する工程と、
¾t活性眉、 該第 1 及び第 2 のク ラ ッ ド眉の一部を除去 し、 半導体様造に突起部及び凹部を形成する工程と、
眩半導体搆造の »凹都及び該突起部及び上に第 1 及び第 2 の «極を形成する工程と、
該半導体構造の眩突起部と該凹部との段差よ り も小さ な段 差を有する放熱体上に、 該放熱体の突起部と該記第 1 の tt極、 該放熱体の凹部と該第 2の 3極がそれぞれ接触するよ う に該 半導体 ¾雇構造を装荷する工程とを包含する半導体発光素子 の製造方法。
2 2. 前記放熱体は前記突起部及び前記凹部上に第 1及び第 2のバンプを有 し、 誼第 1のバンプが前 K第 1の S極と接触 した後に、 該放熱体と前記半導体積雇棣造とを押さえつけ、 »第 2のバンプと前記第 2の電極とを接触させる、 請求項 2
1 に記載の半導体発光素子の製造方法。
2 3. 前記半導体積層構造を装荷するェ Sは、 前記放熱体の 前記突起部及び前記凹部の表面に樹胆塗布し、 該樹脂を硬化 するこ とによ って前 K半導体穑眉構造と前記放熱体とを固定 し、 装荷する W求項 2 1 に記載の半導体発光素子の製造方法。
2 4. 前 S榭脂は紫外《¾化樹 flSであ り、 前¾半導体構造に S圧を印加するこ とによ り、 紫外光を発光させ、 前紀樹脂を 硬化させる請求項 2 3に記載の半導体 ¾光衆子の製造方法。
2 5. 前記活性層は、 A l ,G a y I n ,N (但 し、 0 ≤ χ ^ 1 0 ≤ y ≤ 1 , 0 ≤ z S l ) 、 または Z n M g S S eからなる 請求項 2 4に記載の半導体発光素子の製造方法。
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