JPH088458A

JPH088458A - 面発光型発光ダイオード

Info

Publication number: JPH088458A
Application number: JP14035794A
Authority: JP
Inventors: Toshihiro Kato; 俊宏加藤
Original assignee: Daido Steel Co Ltd
Current assignee: Daido Steel Co Ltd
Priority date: 1994-06-22
Filing date: 1994-06-22
Publication date: 1996-01-12

Abstract

(57)【要約】【目的】面発光型ＬＥＤにおいて光の強度分布を制御
する。【構成】点光源ＬＥＤ１０は、光放出部２８における
不純物の拡散深さが上部電極２６から離隔するに従って
連続的に大きくされ、第２クラッド層１８およびキャッ
プ層２２のドーピング濃度を高くされた部分が光放出部
２８の中央部ほど深くされている。ドーピング濃度を高
くされた部分は、他の部分に比べて抵抗値が低くなるた
め、点光源ＬＥＤ１０の厚さ方向の抵抗値は、光放出部
２８においては上部電極２６から離隔するに従って連続
的に低くされ、中央部で最も低くされている。そのた
め、電流経路が比較的短い光放出部２８の周縁部のその
経路に沿った抵抗値は比較的高く、電流経路が比較的長
い光放出部２８の中央部のその経路に沿った抵抗値は比
較的低くなり、その変化が連続的であることから電流密
度が光放出部２８全体に亘って略均一となって、放出さ
れる光強度が略均一となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、面発光型発光ダイオー
ドに関し、特に輝度分布の改善を図る技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】基板上に発光層を含む半導体層が積層さ
れると共に、その基板の裏面および積層された半導体層
のうち最上部に位置するものの表面（すなわち、上記裏
面とは反対側の光取出面）に下部電極および上部電極を
それぞれ備え、それら下部電極および上部電極間に通電
することにより発光層で発生した光を、上記光取出面の
うち上部電極が設けられていない部分である光放出部か
ら放出する形式の面発光型発光ダイオード（以下、ＬＥ
Ｄという）が知られている。

【０００３】

【発明が解決すべき課題】ところで、上記従来の面発光
型ＬＥＤでは、光取出面に設けられている電極から離隔
するほど放出される光強度が低くなるという問題があっ
た。例えば、光取出面の周縁部に電極が設けられて中央
部の光放出部から光を放出する点光源ＬＥＤにおいて
は、電極の近傍では高い光強度が得られるが中央部では
低い光強度となって、光強度分布は凹状を成す。また、
光取出面の中央部に電極を備えた全面発光ＬＥＤにおい
ても、電極の近傍では高い光強度となるが周縁部では低
い光強度となって、光強度分布は略凸状を成す。そのた
め、例えば、上記点光源ＬＥＤがオートフォーカスカメ
ラの測距センサ等の光源として用いられた場合、発光源
が等価的に複数となり、距離測定誤差の原因となる。ま
た、全面発光ＬＥＤの場合には、輝度ムラが生じるとい
う問題がある。

【０００４】すなわち、従来の面発光型ＬＥＤにおいて
は、厚さ方向（すなわち、基板底面から光取出面に向か
う方向）の抵抗値は、光放出部の範囲内では全体に等し
くされていたが、光放出部を通る電流の経路は光取出面
側の電極から離隔するほど長くなる。そのため、厚さ方
向に同抵抗とされていると、上記経路の長さの差に起因
して、その経路に沿った抵抗値は電極から離隔するほど
高くなり、比較的低抵抗の経路すなわち電極の近傍に電
流が集中することとなって電流密度に分布が生じる。面
発光型ＬＥＤにおいて発光層で生じる光の強度は電流密
度の増大に応じて高くなることから、上記のような光強
度分布が形成されるのである。

【０００５】本発明は、以上の事情を背景として為され
たものであって、その目的は、面発光型ＬＥＤにおい
て、光放出部から放出される光の強度分布を制御するこ
とにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】斯かる目的を達成するた
め、本発明の要旨とするところは、前記のような面発光
型ＬＥＤであって、前記基板の裏面と前記光取出面との
間の抵抗値が、前記光放出部において前記上部電極から
離隔するほど低くされていることにある。

【０００７】

【作用および発明の効果】このようにすれば、光放出部
における厚さ方向の抵抗値が上部電極から離隔するほど
低くされているため、光放出部においては、上部電極か
ら離隔している部分すなわち電流の経路が比較的長い部
分の、その経路に沿った抵抗値が比較的低くされる。そ
のため、上部電極の近傍での電流の集中がなくなって、
その上部電極の近傍での光強度が比較的低くされる一
方、上部電極から比較的離隔した部分での光強度が比較
的高くされる。したがって、例えば点光源ＬＥＤにおい
ては、前述のような発光源が等価的に複数になることに
起因する測距センサ等における測定誤差が緩和され、ま
た、全面発光ＬＥＤにおいても、輝度ムラが解消され
る。なお、上記抵抗値は、光放出部における光強度が上
部電極の近傍において特に高くならないように設定され
れば良く、例えば光放出部全体に略均一な光強度が得ら
れるように設定されても良い。

【０００８】ここで、好適には、上記面発光型ＬＥＤは
光取出面の中央部に光放出部を備えた点光源ＬＥＤであ
り、その光放出部における厚さ方向の抵抗値は、その光
放出部の中央部における値が上部電極の近傍における値
よりも極めて低くされる。このようにすれば、光放出部
の中央部に電流が集中してその中央部においては極めて
高い光強度となり、実質的に発光径が極めて小さい点光
源ＬＥＤが得られる。そのため、例えば、光学系の設計
を容易とするために発光径が可及的に小さいことが望ま
れる測距センサ等に好適な点光源ＬＥＤが容易に得られ
る。従来、発光径を小さくするためには光放出部の面積
を極めて小さくする必要があったが、そのためには上部
電極の間隔を極めて小さくする必要があって製造が困難
であった。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。

【００１０】（第１実施例）図１は、本発明の面発光型
ＬＥＤ（発光ダイオード）の一実施例である点光源ＬＥ
Ｄ１０の構成を示す図である。この点光源ＬＥＤ１０
は、例えば液相エピタキシー（ＬＰＥ：Liquid Phase E
pitaxy）法等によって、基板１２上に順次結晶成長させ
られた第１クラッド層１４、活性層１６、第２クラッド
層１８、ブロック層２０、およびキャップ層２２と、基
板１２の下面およびキャップ層２２の上面にそれぞれ蒸
着された下部電極２４および上部電極２６から構成され
ている。なお、本実施例においては、上記活性層１６が
発光層に、第１クラッド層１４，第２クラッド層１８，
ブロック層２０，およびキャップ層２２が半導体層にそ
れぞれ相当し、キャップ層２２の表面が光取出面に相当
する。

【００１１】上記基板１２は例えば３５０μｍ程度の厚
さのｎ−ＡｌＧａＡｓ単結晶から成る化合物半導体、第
１クラッド層１４は例えば２μｍ程度の厚さのｎ−Ａｌ
ＧａＡｓ単結晶から成る化合物半導体、活性層１６は例
えば０．５μｍ程度の厚さのｐ−ＧａＡｓ単結晶から成
る化合物半導体、第２クラッド層１８は例えば２μｍ程
度の厚さのｐ−ＡｌＧａＡｓ単結晶から成る化合物半導
体、ブロック層２０は例えば０．５μｍ程度の厚さのｎ
−ＡｌＧａＡｓ単結晶から成る化合物半導体、キャップ
層２２は例えば２μｍ程度の厚さのｐ−ＡｌＧａＡｓ単
結晶から成る化合部半導体である。また、下部電極２４
は例えば基板１２の下面全面にその基板１２側から順に
Ａｕ−Ｇｅ合金、ＮｉおよびＡｕが積層形成されたもの
である。また、上部電極２６は、図２に示されるよう
に、例えば中央部の直径１００μｍ程度の円形の光放出
部２８を除く全面に、キャップ層２２側から順にＡｕ−
Ｚｎ合金およびＡｕが積層形成されたものであり、下部
電極２４および上部電極２６は何れもオーミック電極で
ある。

【００１２】上記点光源ＬＥＤ１０には、図１において
斜線で示される領域にはｐ型のドーパントである不純
物、例えばＺｎが拡散させられている。すなわち、上部
電極２６が設けられている部分においては、キャップ層
２２の表面からその厚さよりも小さい深さまで不純物が
拡散されている。一方、上部電極２６が設けられていな
い光放出部２８においては、キャップ層２２の表面か
ら、光放出部２８の中央部ではブロック層２０を透過し
て第２クラッド層１８に達する深さまで、光放出部２８
の周縁部ではキャップ層２２の厚さよりも小さい深さま
で不純物が拡散されることにより、上部電極２６から離
隔するに従って連続的に拡散深さが大きくされている。
これにより図の斜線の範囲では、第２クラッド層１８お
よびキャップ層２２のドーピング濃度が高くされると共
に、ブロック層２０の導電型が反転されてｐ型半導体す
なわち第２クラッド１８およびキャップ層２２と同じ導
電型にされている。なお、基板１２、および各層１４，
１６，１８，２０，２２、および電極２４，２６等の大
きさは必ずしも正確な比率で示されていない。

【００１３】以上のように構成された点光源ＬＥＤ１０
は、下部電極２４および上部電極２６間に所定の動作電
圧が印加されることにより、活性層１６を通る経路で両
電極２４，２６間に通電される。このとき、ブロック層
２０のうちＺｎが拡散されていない部分すなわち図１の
斜線以外の部分は、第２クラッド層１８およびキャップ
層２２とは異なる導電型とされているため、電流経路は
ブロック層２０の導電型が反転されている斜線部分のみ
を通ることとなり、専ら活性層１６のその通電部分の直
下に位置する部分のみで光が発生し、光放出部２８から
放出される。したがって、活性層１６で発生した光が上
部電極２６に遮蔽されることなく効率的に取り出されて
高い発光効率が得られることとなる。

【００１４】図３は、上記のように点光源ＬＥＤ１０に
電圧を印加した場合に放出される光の強度分布を図２の
III −III 断面について示す図である。実線が本実施例
の点光源ＬＥＤ１０の光強度分布を示し、破線が従来の
点光源ＬＥＤの光強度分布を示す。上述のように光は光
放出部２８のみから放出されるが、図から明らかなよう
に、本実施例の場合には、電極２４，２６間に低電流が
通電されたときも高電流が通電されたときも、光強度は
その光放出部２８内の全面で略均一となっている。これ
に対して、従来の場合には、光放出部２８の周縁部すな
わち上部電極２６の近傍で光強度が高く中央部で低くな
り、この傾向は通電されるのが高電流となるほど著しく
なる。

【００１５】ここで、本実施例によれば、点光源ＬＥＤ
１０は、光放出部２８における不純物の拡散深さが上部
電極２６から離隔するに従って連続的に大きくされ、第
２クラッド層１８およびキャップ層２２のドーピング濃
度を高くされた部分が光放出部２８の中央部ほど深くさ
れている。ドーピング濃度を高くされた部分は、他の部
分に比べて抵抗値が低くなるため、点光源ＬＥＤ１０の
厚さ方向（すなわち、基板１２の裏面から光取出面に向
かう方向）の抵抗値は、光放出部２８においては上部電
極２６から離隔するに従って連続的に低くされ、中央部
で最も低くされている。そのため、電流経路が比較的短
い光放出部２８の周縁部のその経路に沿った抵抗値は比
較的高く、電流経路が比較的長い光放出部２８の中央部
のその経路に沿った抵抗値は比較的低くなり、その変化
が連続的であることから電流密度が光放出部２８全体に
亘って略均一となって、放出される光強度が略均一とな
るのである。

【００１６】ところで、上記の点光源ＬＥＤ１０は、例
えば以下のように作製される。図４(a) 〜(c) は点光源
ＬＥＤ１０の作製工程を説明する図である。先ず、例え
ばＬＰＥ法によって、基板１２上に第１クラッド層１４
〜キャップ層２２を順次結晶成長させ、図４(a) に示す
半導体ウェハ３０を作製する。次いで、キャップ層２２
上の全面にＺｎを含む拡散用塗布膜を、例えばＳＯＧ
（Spin On Glass ）法によって４μｍ程度の厚さに形成
する。ＳＯＧ法は、例えばＳｉＯ₂およびＺｎが有機溶
媒中に溶けた溶液をスピンコーティングによってキャッ
プ層２２上に塗布し、焼成してガラス質の膜とするもの
である。この拡散用塗布膜を例えばフォトリソグラフィ
によってエッチング処理することにより、図４(b) に示
すように厚さ２μｍの全面を覆う層と、例えば３００μ
ｍ程度の間隔で設けられた直径１００μｍ程度の円形の
凸部３１とから成る拡散制御膜３２が得られる。この拡
散制御膜３２が設けられた状態で、例えばＮ₂ガス中で
７００℃×６０分間のアニール処理を行い、その後拡散
制御膜３２を除去することにより、図４(c) に示すよう
に、上記凸部３１が設けられていた部分の直下はＺｎが
深く拡散し、凸部から離隔するほど拡散深さが小さいＺ
ｎ拡散部３４が得られる。このＺｎ拡散部３４が形成さ
れた半導体ウェハ３０に下部電極２４および上部電極２
６を設けた後、図４(c) の破線位置で４００×４００μ
ｍの大きさにダイシングすることにより、図１に示され
る点光源ＬＥＤ１０が得られる。

【００１７】次に、本発明の他の実施例を説明する。な
お、以下の実施例において前述の実施例と共通する部分
は同一の符号を付して説明を省略する。

【００１８】（第２実施例）図５は、光放出部２８の直
下における不純物の拡散深さが、その中央部において前
述の実施例の点光源ＬＥＤ１０よりも深くされた、他の
点光源ＬＥＤ３６を示す図である。この点光源ＬＥＤ３
６は、基板３８上に、例えば有機金属気相成長（ＭＯＣ
ＶＤ：Metal Organic Chemical Vapor Deposition ）法
等によって、第１クラッド層４０、活性層４２、第２ク
ラッド層４４、ブロック層４６、コンダクティブ層４
８、キャップ層５０が順次結晶成長させられ、前述の実
施例と同様な下部電極２４および上部電極２６が蒸着さ
れることにより構成されている。

【００１９】上記基板３８は例えば厚さ３５０μｍ程度
のｎ−ＧａＡｓ単結晶から成る化合物半導体、第１クラ
ッド層４０は例えば厚さ２μｍ程度のｎ−ＡｌＧａＩｎ
Ｐ単結晶から成る化合物半導体、活性層４２は例えば厚
さ０．５μｍ程度のｐ−ＧａＩｎＰ単結晶から成る化合
物半導体、第２クラッド層４４は例えば厚さ２μｍ程度
のｐ−ＡｌＧａＩｎから成る化合物半導体、ブロック層
４６は例えば厚さ０．５μｍ程度のｎ−ＡｌＧａＩｎＰ
から成る化合物半導体、コンダクティブ層４８は例えば
厚さ１μｍ程度のｐ−ＡｌＧａＩｎＰから成る化合物半
導体、キャップ層５０は例えば厚さ０．２μｍ程度のｐ
−ＧａＡｓから成る化合物半導体である。

【００２０】上記の点光源ＬＥＤ３６は、上部電極２６
の中央部に丸穴が設けられることにより形成された光放
出部２８の大きさが、例えば直径５０μｍ程度とされて
いる。そして、図の斜線で示される部分にはｐ型のドー
パントである不純物、例えばＺｎが拡散させられてい
る。すなわち、上部電極２６に遮蔽された部分において
は、キャップ層５０の表面からコンダクティブ層４８の
途中まで到達する深さまで不純物が拡散させられてい
る。一方、光放出部２８においては、キャップ層５０の
表面から、光放出部２８の中央部ではブロック層４６を
透過して第２クラッド層４４に達する深さまで、光放出
部２８の周縁部ではコンダクティブ層４８の途中まで到
達する深さまで不純物が拡散されることにより、上部電
極２６から離隔するに従って連続的に拡散深さが大きく
されている。これにより、図の斜線の範囲では第２クラ
ッド層４４、コンダクティブ層４８、キャップ層５０の
ドーピング濃度が高くされると共に、ブロック層４６の
導電型が反転されてｐ型とされている。

【００２１】図６は、上記の点光源ＬＥＤ３６から放出
される光強度分布を、前述の第１実施例と同様な断面に
ついて示す図である。本実施例においては、光放出部２
８の中央部における不純物の拡散深さが前述の実施例に
比較して深くされているため、その中央部における厚さ
方向の抵抗値が一層低くされている。そのため、図に示
されるように光放出部２８の中央部において比較的高い
光強度が得られ、周縁部に向かうに従って光強度が徐々
に低くされている。

【００２２】したがって、本実施例の点光源ＬＥＤ３６
は、発光径の一層小さい点光源として用いることが可能
であり、例えば、測距センサ等に用いられた場合には一
層高い測定精度が得られると共に、光学系の設計が容易
となる利点がある。

【００２３】これに対して、従来の点光源ＬＥＤでは、
発光径を一層小さくするためには光放出部２８の直径を
小さくしなければならず、上部電極２６に設けられる丸
穴を極めて小さくする必要があって、製造が困難であっ
た。

【００２４】上記の点光源ＬＥＤ３６は、例えば以下の
方法で製造される。先ず、例えばＭＯＣＶＤ法によって
図７(a) に示すような半導体ウェハ５２を作製する。こ
の半導体ウェハ５２のキャップ層５０側の表面から、例
えば集束イオンビーム（ＦＩＢ）を光放出部２８の中央
部となる部分に照射し、イオン注入させることによって
Ｚｎを拡散させる。このようにすることにより、集束イ
オンビームの集束径に応じた直径の円形の範囲で集束イ
オンビームの加速電圧（加速エネルギ）に応じた深さ、
電流値に応じた濃度で、光放出部２８の中央部ほど深
く、その周縁部に向かうに従って浅くＺｎが拡散され
る。更に、イオンビームを集束させず半導体ウェハ５２
の全面に照射することにより、半導体ウェハ５２の表面
の所定の深さ、例えばコンダクティブ層４８の途中の深
さまでＺｎが拡散され、図７(b) に示すようにＺｎ拡散
部５４が得られる。その後、例えば８５０℃×２分の条
件でキャップアニールすることにより、イオン注入され
た部分を再結晶化し、図７(b)の破線の位置で例えば４
００×４００μｍの大きさにダイシングすることによ
り、図５に示される点光源ＬＥＤ３６が得られる。

【００２５】本実施例の場合には、集束イオンビームの
加速電圧、電流値、および集束径を適宜変更することに
より、拡散深さ、濃度、拡散径を変更することが容易で
あるため、極めて小さい発光径の点光源を得ることが可
能であると共に、図６に示されるような光強度分布を自
由に設定できる。

【００２６】（第３実施例）図８および図９は面発光型
ＬＥＤの他の例である、全面発光ＬＥＤ５６を示す図で
ある。全面発光ＬＥＤ５６は、上述の第２実施例と同様
な基板３８上に、例えばＭＯＣＶＤ法によって反射層５
８、前述の第１実施例と同様な第１クラッド層１４、活
性層１６、第２クラッド層１８、およびキャップ層６０
が順次結晶成長させられ、基板３８の裏面に下部電極２
４が設けられると共にキャップ層６０の表面中央部６２
に上部電極６４が設けられて構成されている。

【００２７】上記反射層５８は、例えば厚さ７４μｍ程
度のｎ−ＡｌＡｓ単結晶から成る化合物半導体と、厚さ
６３μｍ程度のｎ−ＡｌＧａＡｓ単結晶から成る化合物
半導体とが、前者が基板３８側となるように交互に例え
ば３０組み積層されて成る所謂分布反射型半導体多層膜
反射層（ＤＢＲ）である。上記の両半導体層の厚さは、
活性層１６で発生して基板３８側に向かう光が光取出面
側に向かって反射されて効率的に光が取り出されるよう
に設定されている。また、キャップ層６０は例えばｐ−
ＡｌＧａＡｓ単結晶から成る化合物半導体であり、例え
ば直径１００μｍ程度の中央部６２における厚さが４μ
ｍ程度、周縁部における厚さが１μｍ程度となるよう
に、角柱状の底部を備えた円錐台状を成している。な
お、上部電極６４は、前述の第１実施例の上部電極２６
と同様に構成されている。

【００２８】上記全面発光ＬＥＤ５６には、ｐ型のドー
パントである不純物、例えばＺｎが、図の斜線の範囲す
なわちキャップ層６０の表面から例えば２μｍ程度の深
さまで拡散させられている。上述のように、キャップ層
６０は円錐台状を成しているため、中央部６２およびそ
の近傍の直下においてはキャップ層６０の途中まで、周
縁部においては第２クラッド層１８の途中までＺｎが拡
散されており、基板３８の裏面からその拡散部分までの
距離は、中央部６２すなわち上部電極６４から離隔する
ほど連続的に短くされている。このＺｎの拡散部分は他
の部分と比較して低抵抗とされており、これにより、全
面発光ＬＥＤ５６の厚さ方向の抵抗値は、上部電極６４
から離隔するほど連続的に低くされている。

【００２９】図１０は、上記全面発光ＬＥＤ５６の光強
度分布を図９のＸ−Ｘ断面について示す図である。実線
が本実施例を、破線が従来の全面発光ＬＥＤの場合を示
す。図から明らかなように、本実施例の全面発光ＬＥＤ
５６では、上部電極６４が設けられている部分を除き、
全面に略均一な光強度が得られる。すなわち、上述のよ
うに厚さ方向の抵抗値が上部電極６４から離隔するほど
低くされているため、電流経路が比較的長い周縁部のそ
の経路に沿った抵抗値が比較的低くされて上部電極６４
の近傍と略同様な抵抗値となり、電流密度が略均一とな
って略同様な光強度が得られるのである。

【００３０】これに対して、従来の全面発光ＬＥＤにお
いては、一般に厚さ方向の抵抗値が上部電極６４からの
距離に無関係に同様とされていたため、電流経路が長く
なる周縁部においてはその経路に沿った抵抗値が高くさ
れて光強度が低くなり、図の破線に示されるような光強
度分布となっていた。

【００３１】上記の全面発光ＬＥＤ５６は、例えば以下
のように作製される。先ず、例えばＭＯＣＶＤ法によっ
て基板３８上に反射層５８等を順次結晶成長させて積層
し、図１１(a) に示す半導体ウェハ６６を得る。このと
き、キャップ層６０の厚さは例えば４μｍ程度の厚さ
（すなわち、全面発光ＬＥＤ５６のキャップ層６０の中
央部６２の厚さ）とされている。この半導体ウェハ６６
のキャップ層６０を例えばフォトリソグラフィ等の良く
知られた方法でエッチング処理して、図１１(b)に示さ
れるようにキャップ層６０に凹凸を設ける。この凹凸形
状は、キャップ層６０が最も薄い所で１μｍ程度、最も
厚い所で４μｍ程度（すなわち、結晶成長後の厚さ）で
あり、厚さ４μｍ程度の凸部は直径１００μｍ程度の円
形とされている。この円形の凸部が前記中央部６２とな
る。また、隣接する凸部の中央間の距離は例えば４００
μｍ程度とされている。このエッチング処理された半導
体ウェハ６６を、例えば拡散ソースであるＺｎＡｓ₂と
共に石英管内に真空封入し、例えば５９０℃で１６時間
加熱処理すること（すなわち封管法）によって、拡散ソ
ースのＺｎが半導体ウェハ６６のキャップ層６０表面か
ら拡散させられ、図１１(c) に示されるようにＺｎ拡散
部６８が形成される。このＺｎ拡散部６８の厚さすなわ
ちキャップ層６０表面からの距離は全面で同様となって
いる。この後、下部電極２４および上部電極６４を設
け、図１１(c) の破線の位置で例えば４００×４００μ
ｍの大きさにダイシングすることにより、図８に示す全
面発光ＬＥＤ５６が得られる。

【００３２】（第４実施例）図１２は、更に他の例であ
る全面発光ＬＥＤ７０を示す図である。この全面発光Ｌ
ＥＤ７０は、各半導体層の構成は上述の第３実施例と同
様であるが、キャップ層７２は４μｍの均一な厚さに形
成されており、ｐ型のドーパントである不純物、例えば
Ｚｎ等の拡散範囲は斜線に示されるように、上部電極６
４から離隔するに従って連続的に深くされて、周縁部の
近傍においては第２クラッド層１８の途中まで拡散され
ている。なお、上部電極６４の直下にはＺｎ等は拡散さ
れていない。このようにしても、Ｚｎ等が拡散されてい
る部分の抵抗値は他の部分よりも低くされるため、厚さ
方向の抵抗値は上部電極６４から離隔するに従って連続
的に低くされる。したがって、上記第３実施例の場合と
同様に、略均一な光強度分布が得られる。

【００３３】なお、上記全面発光ＬＥＤ７０は、例えば
前述の点光源ＬＥＤ１０と同様な製造工程において、Ｓ
ＯＧ法等によって形成された拡散用塗布膜を、図４(b)
の場合と反転したパターンで、例えばフォトリソグラフ
ィ等によってエッチング処理して、凸部３１に対応する
部分をキャップ層６０が露出させられた凹部とした状態
（すなわち拡散用塗布膜に丸穴が設けられた状態）で、
アニール処理等によって表面からＺｎを拡散させ、図４
(c) と同じ位置で切断することにより製造される。

【００３４】（第５実施例）図１３は、更に別の例であ
る点光源ＬＥＤ７４の構成を示す図である。この点光源
ＬＥＤ７４は、図１に示される点光源ＬＥＤ１０におい
て、キャップ層２２に代えて上部電極２６とオーミック
コンタクトをとるためのコンタクト層７６が設けられ、
そのコンタクト層７６上に上部電極２６が設けられてた
ものである。このコンタクト層７６は中央部が円形に除
去されており、不純物拡散時に中央部のみ拡散深さが深
くなって、不純物拡散部がブロック層２０を確実に通過
させられるようになっている。また、基板１２の裏面に
備えられている下部電極２４は、中央部が上記コンタク
ト層７６の除去部分よりも大径の円形に除去されて、基
板１２の裏面中央部が露出させられてミラー面とされて
いる。この点光源ＬＥＤ７４においては、上部電極２６
が設けられていない中央部が光放出部２８となり、その
他の部分については、点光源ＬＥＤ１０と略同様であ
る。なお、上記コンタクト層７６は、例えば厚さが２μ
ｍ程度のｐ−ＧａＡｓ単結晶から成る化合物半導体であ
る。

【００３５】上記点光源ＬＥＤ７４においても、図の斜
線の部分にはｐ型のドーパントである不純物、例えばＺ
ｎ等が拡散させられている。すなわち、上部電極２６の
直下の部分においては、表面からコンタクト層７６の厚
さよりも小さい深さまで、光放出部２８においては、上
部電極２６から離隔するほど深い位置まで、例えば光放
出部２８の中央部においては、第２クラッド層１８の途
中まで、Ｚｎ等が拡散させられている。これにより、点
光源ＬＥＤ７４においても、厚さ方向の抵抗値は、上部
電極２６から離隔するほど低くされる。したがって、電
流経路の長い中央部のその経路に沿った抵抗値が比較的
低くされて、電流経路の短い光放出部２８の周縁部のそ
の経路に沿った抵抗値と同様とされることにより、光放
出部２８内での光強度分布が略均一とされている。

【００３６】（第６実施例）図１４は、更に他の点光源
ＬＥＤ７８の構成の要部を示す図であって、不純物が拡
散させられたキャップ層８０，ブロック層８２，第２ク
ラッド層８４を示すものである。この点光源ＬＥＤ７８
においては、キャップ層８０の上面中央部が例えばエッ
チング処理により略半球状に除去された後、例えば第３
実施例と同様な封管法によって表面から略均一な深さま
でＺｎ等の不純物が拡散させられる。そのため、厚さ方
向の抵抗値は、光放出部２８においては上部電極２６か
ら離隔するほど低くされ、前述の他の点光源ＬＥＤ１０
等の場合と同様に略均一な光強度分布が得られる。な
お、上記キャップ層８０の除去部の形状を適宜変更し
て、光放出部２８の中央部の抵抗値を一層低く、或いは
高くすることにより、光強度分布を適宜変更することが
可能である。また、上記キャップ層８０等は、前述の第
１実施例の点光源ＬＥＤ１０等に備えられているものと
同様な化合物半導体から成るものである。

【００３７】以上、本発明の一実施例を図面を参照して
詳細に説明したが、本発明は更に別の態様でも実施され
る。

【００３８】例えば、前述の実施例においては、厚さ方
向の抵抗値が光放出部２８内において連続的に変化させ
られていたが、抵抗値は段階的に変化させられても良
い。すなわち、不純物の拡散深さが連続的に変化させら
れず、段階的に変化させられても良いのである。

【００３９】また、実施例においては、ＡｌＧａＡｓ／
ＧａＡｓダブルヘテロ構造やＡｌＧａＩｎＰ／ＧａＩｎ
Ｐダブルヘテロ構造の面発光型ＬＥＤ１０等について説
明したが、これらの半導体の混晶比は適宜設定されるも
のである。また、例えばＧａＰ，ＩｎＰ等から成るダブ
ルヘテロ構造のＬＥＤや、単なるｐｎ接合から成るＬＥ
Ｄにも本発明は適用され得る。また、基板１２，３８等
やブロック層２０、キャップ層２２等の組成も適宜変更
され得る。

【００４０】また、拡散させられる不純物の種類は、実
施例で示したＺｎの他にも、点光源ＬＥＤ１０等を構成
する半導体の種類に応じて適宜変更される。

【００４１】また、実施例においては、基板１２，３８
側にｎ型半導体が、第２クラッド層１８等にｐ型半導体
が用いられ、上部電極２６から下部電極２４に向かって
動作電流が流れるように構成されていたが、導電型を反
対にして動作電流の流れる方向を反対にしても良い。な
お、この場合は、拡散される不純物としては反対にｎ型
のドーパントが用いられる。

【００４２】また、第１実施例等においては光放出部２
８内における光強度分布が略均一とされていたが、この
光強度分布は適宜変更され得る。例えば、点光源ＬＥＤ
においては、光放出部２８の中央部の抵抗値を一層低く
することにより、第２実施例で示したように中央部の光
強度が高くされていても良い。或いは、略均一な光強度
分布を得る場合には、光放出部２８の中央部の抵抗値が
やや高く或いはやや低くされることにより、中央部の光
強度がやや低く或いはやや高くされていても良い。ま
た、全面発光ＬＥＤにおいては、第３実施例に示したよ
うに上部電極６４の近傍においてやや光強度が低く（全
体としては略均一）されても、反対に上部電極６４の近
傍においてやや光強度が高くされていても問題ない。

【００４３】その他、一々例示はしないが、本発明はそ
の主旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得るものであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の点光源ＬＥＤの構成を示す
図である。

【図２】図１の点光源ＬＥＤの平面図である。

【図３】図１の点光源ＬＥＤの光強度分布を示す図であ
る。

【図４】図１の点光源ＬＥＤの製造方法を説明する図で
ある。

【図５】本発明の他の実施例の点光源ＬＥＤの構成を示
す図である。

【図６】図５の点光源ＬＥＤの光強度分布を示す図であ
る。

【図７】図５の点光源ＬＥＤの製造方法を説明する図で
ある。

【図８】本発明の他の実施例の全面発光ＬＥＤの構成を
示す図である。

【図９】図９の全面発光ＬＥＤの平面図である。

【図１０】図９の全面発光ＬＥＤの光強度分布を示す図
である。

【図１１】図９の全面発光ＬＥＤの製造方法を説明する
図である。

【図１２】本発明の他の実施例の全面発光ＬＥＤの構成
を示す図である。

【図１３】本発明の他の実施例の点光源ＬＥＤの構成を
示す図である。

【図１４】本発明の他の実施例の点光源ＬＥＤの要部構
成を示す図である。

【符号の説明】

１０：点光源ＬＥＤ（面発光型発光ダイオード）１２：基板｛１４：第１クラッド層，１８：第２クラッド層，２
０：ブロック層，２２：キャップ層｝（半導体層）１６：活性層（発光層）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に発光層を含む半導体層が積層さ
れると共に、該基板の裏面および該裏面とは反対側の光
取出面に下部電極および上部電極がそれぞれ備えられ、
該下部電極および該上部電極間に通電することにより前
記発光層で発生した光を、該光取出面のうち該上部電極
が設けられていない部分である光放出部から放出する形
式の面発光型発光ダイオードであって、前記基板の裏面と前記光取出面との間の抵抗値が、前記
光放出部において前記上部電極から離隔するほど低くさ
れていることを特徴とする面発光型発光ダイオード。