JP3709101B2

JP3709101B2 - Semiconductor light emitting device

Info

Publication number: JP3709101B2
Application number: JP18141499A
Authority: JP
Inventors: 孝夫中村; 秀樹松原
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1999-06-28
Filing date: 1999-06-28
Publication date: 2005-10-19
Anticipated expiration: 2019-06-28
Also published as: JP2001015813A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、一般に半導体発光素子に関するものであり、より特定的には、多くの光が取出せるように改良された半導体発光素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４は、従来の発光素子の構造（ａ）と発光機構（ｂ）を示す図である。図４を参照して、発光ダイオード（Light-Emitting Diode：ＬＥＤ）は、ｐおよびｎ型半導体結晶が隣り合って構成するｐｎ接合部での少数キャリア注入と、これに続く発光再結合現象を利用した電気−光変換型の半導体発光素子である。
【０００３】
素子そのものは、０．３ｍｍ角程度の半導体結晶材料でできており、図４（ａ）に示すように、基本構造はＳｉ整流素子と変わることろがない。
【０００４】
ｐ型結晶に正、ｎ型結晶に負の順方向電圧を印加すると、図４（ｂ）に示すように、ｐ領域には電子が、ｎ領域には正孔が注入される。これらの少数キャリアの一部が多数キャリアと発光再結合することによって光を生ずる。
【０００５】
このようなＬＥＤは、耐久性、長寿命性、軽量小型などの利点を持つ。ＬＥＤの応用分野は屋内用の表示灯に限られていたが、効率や輝度の上昇と価格低下に伴い、乗用車のストップランプや道路標識、交通信号、大面積カラーディスプレイなどに応用されるようになった。今では、自動車のヘッドランプや蛍光灯などの代替として、家庭用照明に応用する可能性がでてきている。さらに、エネルギの節約という観点からの高効率ＬＥＤの開発に対する期待も大きい。
【０００６】
ＬＥＤの発光効率には、外部量子効率と内部量子効率の２種類があり、ＬＥＤの効率はその積に比例する。内部量子効率は、注入した電子・正孔対数に対する発生した光子数の比で表わされる。内部量子効率を高めるためには、電子・正孔対の再結合を防ぐため、欠陥や不純物の少ない高品質の結晶を得る必要がある。
【０００７】
外部量子効率は、注入した電子・正孔対数に対する外部に放射された光子数の比で表わされる。活性層で発生する光は、活性層自身や基板、電極などに吸収されるため、一部しか空気中に取出すことができない。さらに、半導体の屈折率が外部の屈折率に比べ遥かに高いために、大部分の光が半導体と外部の境界で全反射され、半導体内部に戻される。現在市販されているＬＥＤのほとんどがエポキシ（屈折率１．５）により封止されているのは、ＬＥＤの保護や酸化防止のため以外に、全反射の臨界角を高め、より多くの光を取出すためである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
図５は、従来のＬＥＤの構造を示す概念図である。ｎ電極２１を裏面に有するｎ型半導体２２の上に活性層２３が形成されている。活性層２３の上にｐ型半導体２４が形成されている。ｐ型半導体２４の上にｐ電極２５が形成されている。発光再結合は、電流が最も多く流れる電極直下が一番多く起こる。しかし、通常の電極は光を遮蔽してしまうため、電極直下で発光している光はほとんど外部へ取出されないことになる。このような場合、電流を電極以外の領域へ広げてやることが重要となる。このため、電流拡散層を設けること、光を透過する薄い金電極を全面に設ける等の対策が行なわれている。
【０００９】
図６は、ｐ型半導体２４の上に電流拡散電極２６を設けたＬＥＤの断面図である。電流拡散電極２６として、十分な電流広がりを得るため、膜厚２０ｎｍ程度のＡｕ薄膜が用いられている。
【００１０】
しかしながら、Ａｕ薄膜２６の、この膜厚における透過率は波長５００ｎｍの光で３７％しかなく、大部分の光が吸収され、発光効率が悪いという問題点があった。
【００１１】
この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、発光効率を高めることができるように改良された半導体発光素子を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る半導体発光素子は、裏面にｎ型下部電極が設けられた基板と、この基板の上に設けられた発光層と、この発光層の上に設けられたｐ型半導体層と、このｐ型半導体層の上に設けられた上部電極とを備える。ｐ型半導体層は、ＺｎＳｅ系半導体層、ＺｎＴｅ系半導体層およびＢｅＴｅ系半導体層から成る群から選ばれた半導体層である。上部電極は、ｐ型半導体層上に接触して位置するＡｕ薄膜と、このＡｕ薄膜の上に室温の成膜温度で形成されたｎ型透明導電膜とを含む。
【００１３】
この発明によれば、ＺｎＳｅ系半導体層、ＺｎＴｅ系半導体層およびＢｅＴｅ系半導体層から成る群から選ばれたｐ型半導体層の上に、ｐｎ接合を避けるために、Ａｕ薄膜を形成し、さらにその上に室温の成膜温度でｎ型透明導電膜を形成している。Ａｕ薄膜とｎ型透明導電膜とからなる上部電極は、その下のｐ型半導体層との間で接合ができず、かつ透過率が高いので、発光効率の高い半導体発光素子を得ることができる。Ａｕの膜厚を薄くすると、透過率は大幅に低下しない。また、透明導電膜の透過率が高いことから、比較的厚い透明導電膜を成膜できる。その結果、透明導電膜を通して電流が電極全体に広がるという効果を奏する。
【００１６】
請求項２に係る半導体発光素子においては、上記Ａｕ薄膜の膜厚は１ｎｍ〜３ｎｍである。Ａｕの膜厚が十分に薄いので透過率は大幅に低下しない。
【００１７】
請求項３に係る半導体発光素子においては、上記透明導電膜は、Ｉｎ₂Ｏ₃−１０ｗｔ％ＺｎＯで形成されている。このような材料で形成すると透過率が高くなる。
【００１８】
請求項４に係る半導体発光素子においては、上記ｎ型透明導電膜は上層と下層とを含む積層構造を有している。上記下層の表面は平坦にされている。上記上層の表面には凹凸が形成されている。
【００１９】
この発明によれば、透明導電膜の表面形状を凹凸に制御することで、表面が平滑なときには全反射により取出せない光が外部に取出せるという効果を奏する。その結果、光出力を向上させることができる。
【００２０】
請求項５に係る半導体発光素子においては、Ａｕ薄膜の厚みが２ｎｍ〜３ｎｍであり、ｎ型透明導電膜は、厚み１８０ｎｍ〜２００ｎｍのＩｎ ₂ Ｏ ₃ −１０ｗｔ％ＺｎＯ層である。
【００２１】
請求項６に係る半導体発光素子においては、前記Ｉｎ₂Ｏ₃−１０ｗｔ％ＺｎＯの透明導電膜がレーザアブレーションで成膜されている。
【００２２】
【発明の実施の形態】
実施の形態１
本発明の実施の形態では、従来のＡｕの代わりに、低抵抗で透過率が高い透明導電膜を用いる。特に、本発明の実施の形態では、図１（ａ）を参照して、ｐ型電極として透明導電膜を適用する。
【００２３】
図１（ｃ）を参照して、一般に透明導電膜３０はｎ型半導体であり、直接ｐ型半導体２４へ成膜しても接合ができてしまう。また、図１（ｂ）を参照して、ｐ型半導体の上にＡｕ膜２６を形成しても、透過率は低下し、発光効率は低下する。
【００２４】
本発明によれば、図１（ｄ）を参照して、極めて薄いＡｕ薄膜１０ａをｐ型半導体２４に成膜し、その後透明導電膜１０ｂを積層する。Ａｕ薄膜１０ａの膜厚は１〜３ｎｍと十分に薄く、透過率は大幅に低下しない。また、透明導電膜１０ｂの透過率が高いことから、比較的厚い透明導電膜１０ｂが成膜できる。その結果、透明導電膜を通して電流が電極全体に広がるという効果を奏する。
【００２５】
図２は、本発明を適用した、ＺｎＳｅ系化合物半導体発光素子の断面図である。裏面にｎ型電極１２を有する導電性ＺｎＳｅ単結晶基板１の上に、１μｍ厚のｎ型ＺｎＳｅバッファ層２、１μｍ厚のｎ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層３、ＺｎＳｅ／ＺｎＣｄＳｅ多重量子井戸活性層４、１μｍ厚のｐ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層５、０．２μｍ厚のｐ型ＺｎＳｅ層６、ＺｎＴｅとＺｎＳｅの積層超光子構造からなるｐ型コンタクト層７が順次設けられている。最も上の表面には、６０ｎｍ厚のｐ型ＺｎＴｅ層８が設けられている。このようなエピ構造の上に、１〜３ｎｍのＡｕ薄膜１０ａとその上に形成された透明導電膜１０ｂの積層構造を有する上部電極１０が形成されている。
【００２６】
実施の形態２
実施の形態２は、透明導電膜の表面形状を制御（たとえば凹凸）することで、全反射により取出せない光を外部に取出すことに関する。これによって、光出力の向上が可能となる。本発明の概念を図３に図示する。
【００２７】
スネルの法則により、次式が成立する。
ｎ₁ｓｉｎθ₁＝ｎ₂ｓｉｎθ₂
ｎ₁＝３．５（半導体）、ｎ₂＝１（空気）とすると、θ₂＝９０°となるθ₁は１６．６°（臨界角）となる。したがって、この場合は、一部しか光を外部に取出せていない。
【００２８】
しかし、透明導電膜の表面形状をレンズ型や鋸状にすることで、臨界角を大きくすることができる。これによって、全反射により取出せない光が外部に取出せるようになり、光出力を向上させることができる。
【００２９】
以上のように、本発明によれば、ｐ型電極を透明導電膜／Ａｕ構造とすることで、電極の透過率が増加し、光出力が向上する。また光出力が向上することで、一定出力では、寿命が延びる。高透過率の膜のため、表面形状が制御できる。ひいては、光出力を向上させることができる。さらに、高透過率のため、透明導電膜の膜厚が厚くでき、形状制御が容易となる。
【００３０】
【実施例】
以下、この発明の実施例を説明する。
【００３１】
本実施例では、ＬＥＤは、ＺｎＳｅを対象としている。透明導電膜の材料として、Ｉｎ₂Ｏ₃−１０ｗｔ％ＺｎＯを使用する。
【００３２】
実施例１
ＣＶＴ（chemical vapor transport）法により作製したｎ型ＺｎＳｅ（１００）基板に、ＺｎＣｄＳｅを活性層とするＬＥＤを作製した。ｐ型電極の下に位置するのは、ｐ型のＺｎＳｅ／ＺｎＴｅ超格子構造である。この上に真空蒸着法により、膜厚３ｎｍのＡｕを蒸着し、その後、レーザアブレーション法により、Ｉｎ₂Ｏ₃／１０ｗｔ％ＺｎＯ（ＩＤＩＸＯ）を成膜した。条件は、以下のとおりである。
【００３３】
成膜温度室温（２５℃）
成膜圧力３×１０^-3ＴｏｒｒＯ₂
レーザＫｒＦ２４８ｎｍ，２Ｊ／ｃｍ²
電極構造と電圧、光出力の関係（２０ｍＡ通電時）を表１に示す。
【００３４】
【表１】

【００３５】
従来のＡｕ（２０ｎｍ）に比べ、ＩＤＩＸＯ（１８０ｎｍ）／Ａｕ（３ｎｍ）では、光出力が１．３１→２．１９ｍＷと１．６７倍に増加した。動作電圧についてもほとんど変わらなかった。ＩＤＩＸＯ（１９０ｎｍ）において、光出力がＩＤＩＸＯ（１８０ｎｍ）／Ａｕ（３ｎｍ）とほぼ同じで、動作電圧が上昇していることから、Ａｕ（３ｎｍ）により、接合の生成が抑えられていることがわかる。
【００３６】
なお、ＩＤＩＸＯ（９０ｎｍ）／Ａｕ（３ｎｍ）では、ＩＤＩＸＯ（１８０ｎｍ）／Ａｕ（３ｎｍ）に比べ、光出力が低下している。これは、ＩＤＩＸＯ内での多重反射による透過率の減少と考えられる。実験の結果、電極構造として、ＩＤＩＸＯ（１８０ｎｍ〜２００ｎｍ）／Ａｕ（２ｎｍ〜３ｎｍ）がよい結果を与えることが見出された。
【００３７】
透過率が極大になる膜厚は、（１／４＋ｍ／２）×λ／ｎ（ｍ＝０，１，２，３）で表わされる。
【００３８】
透過率が極小になる膜厚は（ｍ／２）×（λ／ｎ）で表わされる。
ここで、λは発光波長、ｎはＩＤＩＸＯ膜の屈折率を表わしている。
【００３９】
たとえば、ＬＥＤの発光波長４８０ｎｍでは、ｎは実測値２．０７である。したがって、透過率は極大になる膜厚は、５８ｎｍ（ｍ＝０），１７４ｎｍ（ｍ＝１）となり、上記１８０ｎｍとほぼ同じとなる。また、透過率が極小になる膜厚は１１６ｎｍ（ｍ＝１）となる。
【００４０】
実施例２
本実施例では、Ａｕ蒸着の後の、Ｉｎ₂Ｏ₃／１０ｗｔ％ＺｎＯ成膜を、以下のような２段階で連続して実施した。上層の表面に凹凸を形成した。
【００４１】
【表２】

【００４２】
この試料では、動作電圧が２．８０Ｖで光出力が２．４３ｍＷと増加した。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１に係る半導体発光素子の構造を説明するための図である。
【図２】実施の形態１に係る半導体発光素子の一具体例の断面図である。
【図３】実施の形態２に係る半導体発光素子の光出力の向上を説明するための概念図である。
【図４】従来の発光素子の断面図である。
【図５】従来のＬＥＤの構造を示す断面図である。
【図６】従来の、電流拡散電極を有するＬＥＤの断面図である。
【符号の説明】
１０ａＡｕ薄膜
１０ｂ透明導電膜
２４ｐ型半導体層[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention generally relates to a semiconductor light emitting device, and more specifically to a semiconductor light emitting device improved so that a large amount of light can be extracted.
[0002]
[Prior art]
FIG. 4 is a diagram showing a structure (a) and a light emitting mechanism (b) of a conventional light emitting device. Referring to FIG. 4, a light-emitting diode (LED) utilizes minority carrier injection at a pn junction formed by adjacent p and n-type semiconductor crystals, and subsequent light emission recombination phenomenon. This is an electro-optical conversion type semiconductor light emitting device.
[0003]
The element itself is made of a semiconductor crystal material of about 0.3 mm square, and the basic structure is the same as that of the Si rectifier element as shown in FIG.
[0004]
When a positive forward voltage is applied to the p-type crystal and a negative forward voltage is applied to the n-type crystal, electrons are injected into the p region and holes are injected into the n region, as shown in FIG. Some of these minority carriers recombine with the majority carriers to emit light, thereby generating light.
[0005]
Such an LED has advantages such as durability, long life, light weight and small size. The application field of LED was limited to indoor indicator lamps, but with increasing efficiency and brightness and decreasing prices, it will be applied to passenger car stop lamps, road signs, traffic signals, large area color displays, etc. became. Now, as an alternative to automobile headlamps and fluorescent lamps, there is a possibility of application to home lighting . Furthermore, there are great expectations for the development of high-efficiency LEDs from the viewpoint of energy saving.
[0006]
There are two types of LED luminous efficiency, external quantum efficiency and internal quantum efficiency, and LED efficiency is proportional to the product. The internal quantum efficiency is expressed as the ratio of the number of generated photons to the number of injected electron / hole pairs. In order to increase the internal quantum efficiency, it is necessary to obtain a high-quality crystal with few defects and impurities in order to prevent recombination of electron-hole pairs.
[0007]
The external quantum efficiency is represented by the ratio of the number of photons emitted to the number of injected electron / hole pairs. Since the light generated in the active layer is absorbed by the active layer itself, the substrate, the electrode, and the like, only a part of it can be taken out into the air. Furthermore, since the refractive index of the semiconductor is much higher than the refractive index of the outside, most of the light is totally reflected at the boundary between the semiconductor and the outside and returned to the inside of the semiconductor. Most of the LEDs that are currently on the market are sealed with epoxy (refractive index 1.5) because the critical angle of total reflection is increased and more light is emitted, in addition to LED protection and oxidation prevention. It is for taking out.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
FIG. 5 is a conceptual diagram showing the structure of a conventional LED. An active layer 23 is formed on an n-type semiconductor 22 having an n-electrode 21 on the back surface. A p-type semiconductor 24 is formed on the active layer 23. A p-electrode 25 is formed on the p-type semiconductor 24. Luminous recombination occurs most directly below the electrode through which the most current flows. However, since a normal electrode shields light, light emitted immediately under the electrode is hardly taken out to the outside. In such a case, it is important to spread the current to a region other than the electrodes. For this reason, measures such as providing a current diffusion layer and providing a thin gold electrode that transmits light over the entire surface are taken.
[0009]
FIG. 6 is a cross-sectional view of an LED in which a current diffusion electrode 26 is provided on a p-type semiconductor 24. An Au thin film having a thickness of about 20 nm is used as the current diffusion electrode 26 in order to obtain a sufficient current spread.
[0010]
However, the transmittance of the Au thin film 26 at this film thickness is only 37% for light having a wavelength of 500 nm, so that most of the light is absorbed and the luminous efficiency is poor.
[0011]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and it is an object of the present invention to provide a semiconductor light emitting device improved so as to increase the light emission efficiency.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
A semiconductor light-emitting device according to claim 1 includes a substrate having an n-type lower electrode on the back surface, a light-emitting layer provided on the substrate, a p-type semiconductor layer provided on the light-emitting layer, An upper electrode provided on the p-type semiconductor layer. The p-type semiconductor layer is a semiconductor layer selected from the group consisting of a ZnSe-based semiconductor layer, a ZnTe-based semiconductor layer, and a BeTe-based semiconductor layer. The upper electrode includes an Au thin film positioned in contact with the p-type semiconductor layer, and an n-type transparent conductive film formed on the Au thin film at a room temperature.
[0013]
According to the present invention, an Au thin film is formed on a p-type semiconductor layer selected from the group consisting of a ZnSe-based semiconductor layer, a ZnTe-based semiconductor layer, and a BeTe-based semiconductor layer in order to avoid a pn junction, An n-type transparent conductive film is formed thereon at room temperature. Since the upper electrode composed of the Au thin film and the n-type transparent conductive film cannot be bonded to the p-type semiconductor layer thereunder and has a high transmittance, a semiconductor light emitting device with high luminous efficiency can be obtained. . When the film thickness of Au is reduced, the transmittance does not decrease significantly. Moreover, since the transmittance of the transparent conductive film is high, a relatively thick transparent conductive film can be formed. As a result, there is an effect that the current spreads over the entire electrode through the transparent conductive film.
[0016]
In the semiconductor light emitting device according to claim 2 , the film thickness of the Au thin film is 1 nm to 3 nm. Since the film thickness of Au is sufficiently thin, the transmittance does not decrease significantly.
[0017]
In the semiconductor light emitting device according to a _third aspect, the transparent conductive film is made of In ₂ O ₃ -10 wt% ZnO. When formed of such a material, the transmittance increases.
[0018]
According to a fourth aspect of the present invention, the n-type transparent conductive film has a laminated structure including an upper layer and a lower layer. The surface of the lower layer is made flat. Irregularities are formed on the surface of the upper layer.
[0019]
According to the present invention, by controlling the surface shape of the transparent conductive film to be uneven, it is possible to extract light that cannot be extracted by total reflection when the surface is smooth. As a result, the light output can be improved.
[0020]
In the semiconductor light emitting device according to claim 5, the thickness of the Au thin film is 2 nm to 3 nm, and the n-type transparent conductive film is an In ₂ O ₃ -10 wt% ZnO layer having a thickness of 180 nm to 200 nm .
[0021]
In the semiconductor light emitting device according to the sixth aspect , the In ₂ O ₃ -10 wt% ZnO transparent conductive film is formed by laser ablation.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiment 1
In the embodiment of the present invention, a transparent conductive film having low resistance and high transmittance is used instead of conventional Au. In particular, in the embodiment of the present invention, referring to FIG. 1A, a transparent conductive film is applied as a p-type electrode.
[0023]
Referring to FIG. 1C, the transparent conductive film 30 is generally an n-type semiconductor, and can be bonded even if it is directly formed on the p-type semiconductor 24. Further, referring to FIG. 1B, even if the Au film 26 is formed on the p-type semiconductor, the transmittance is lowered and the light emission efficiency is lowered.
[0024]
According to the present invention, referring to FIG. 1D, an extremely thin Au thin film 10a is formed on a p-type semiconductor 24, and then a transparent conductive film 10b is laminated. The film thickness of the Au thin film 10a is sufficiently thin as 1 to 3 nm, and the transmittance does not decrease significantly. Further, since the transmittance of the transparent conductive film 10b is high, a relatively thick transparent conductive film 10b can be formed. As a result, there is an effect that the current spreads over the entire electrode through the transparent conductive film.
[0025]
FIG. 2 is a cross-sectional view of a ZnSe-based compound semiconductor light emitting device to which the present invention is applied. On a conductive ZnSe single crystal substrate 1 having an n-type electrode 12 on the back surface, a 1 μm thick n-type ZnSe buffer layer 2, a 1 μm thick n-type ZnMgSSe cladding layer 3, a ZnSe / ZnCdSe multiple quantum well

active layer

4, 1 μm. A p-type ZnMgSSe clad layer 5 having a thickness, a p-type ZnSe layer 6 having a thickness of 0.2 μm, and a p-type contact layer 7 having a laminated superphoton structure of ZnTe and ZnSe are sequentially provided. A p-type ZnTe layer 8 having a thickness of 60 nm is provided on the uppermost surface. On such an epi structure, an upper electrode 10 having a laminated structure of a 1 to 3 nm Au thin film 10a and a transparent conductive film 10b formed thereon is formed.
[0026]
Embodiment 2
The second embodiment relates to taking out light that cannot be taken out by total reflection to the outside by controlling (for example, unevenness) the surface shape of the transparent conductive film. As a result, the light output can be improved. The concept of the present invention is illustrated in FIG.
[0027]
By Snell's law, the following equation holds:
n ₁ sin θ ₁ = n ₂ sin θ ₂
Assuming n ₁ = 3.5 (semiconductor) and n ₂ = 1 (air), θ ₁ at which θ ₂ = 90 ° is 16.6 ° (critical angle). Therefore, in this case, only a part of the light can be extracted outside.
[0028]
However, the critical angle can be increased by making the surface shape of the transparent conductive film into a lens shape or a saw shape. As a result, light that cannot be extracted by total reflection can be extracted to the outside, and the light output can be improved.
[0029]
As described above, according to the present invention, since the p-type electrode has the transparent conductive film / Au structure, the transmittance of the electrode is increased and the light output is improved. Further, the improvement in light output extends the life at a constant output. Because of the high transmittance film, the surface shape can be controlled. As a result, the light output can be improved. Furthermore, because of the high transmittance, the film thickness of the transparent conductive film can be increased, and the shape control becomes easy.
[0030]
【Example】
Examples of the present invention will be described below.
[0031]
In this embodiment, the LED is intended for ZnSe. In ₂ O ₃ -10 wt% ZnO is used as the material of the transparent conductive film.
[0032]
Example 1
An LED having ZnCdSe as an active layer was fabricated on an n-type ZnSe (100) substrate fabricated by a CVT (chemical vapor transport) method. Positioned beneath the p-type electrode is a p-type ZnSe / ZnTe superlattice structure. By vacuum deposition on the Au was vapor-deposited with a thickness of 3 nm, followed by laser ablation, was deposited _{_{In 2 O 3 / 10wt% ZnO}} (IDIXO). The conditions are as follows.
[0033]
Deposition temperature room temperature (25 ° C)
Deposition pressure 3 × 10 ⁻³ TorrO ₂
Laser KrF 248 nm, ² J / cm ²
Table 1 shows the relationship between the electrode structure, voltage, and light output (at 20 mA energization).
[0034]
[Table 1]

[0035]
Compared to the conventional Au (20 nm), the optical output of IDIXO (180 nm) / Au (3 nm) increased by 1.67 times from 1.31 to 2.19 mW. There was almost no change in the operating voltage. In IDIXO (190 nm), the optical output is almost the same as that of IDIXO (180 nm) / Au (3 nm), and the operating voltage is increased. Therefore, it can be seen that the generation of junctions is suppressed by Au (3 nm). .
[0036]
Note that the light output of IDIXO (90 nm) / Au (3 nm) is lower than that of IDIXO (180 nm) / Au (3 nm). This is considered to be a decrease in transmittance due to multiple reflection in the IDIXO. As a result of experiments, it was found that IDIXO (180 nm to 200 nm) / Au (2 nm to 3 nm) gave good results as an electrode structure.
[0037]
The film thickness at which the transmittance is maximized is represented by (1/4 + m / 2) × λ / n (m = 0, 1, 2, 3).
[0038]
The film thickness at which the transmittance is minimized is represented by (m / 2) × (λ / n).
Here, λ represents the emission wavelength, and n represents the refractive index of the IDIXO film.
[0039]
For example, in the LED emission wavelength of 480 nm, n is an actual measurement value of 2.07. Therefore, the film thicknesses at which the transmittance is maximized are 58 nm (m = 0) and 174 nm (m = 1), which are substantially the same as 180 nm. The film thickness at which the transmittance is minimized is 116 nm (m = 1).
[0040]
Example 2
In this embodiment, after the Au deposition, the In ₂ O ₃ / 10wt% ZnO deposition was carried out continuously in two stages as follows. Unevenness was formed on the surface of the upper layer.
[0041]
[Table 2]

[0042]
In this sample, the operating voltage was 2.80 V and the light output increased to 2.43 mW.
The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram for explaining the structure of a semiconductor light emitting element according to a first embodiment.
FIG. 2 is a cross-sectional view of a specific example of the semiconductor light emitting element according to the first embodiment.
FIG. 3 is a conceptual diagram for explaining an improvement in light output of a semiconductor light emitting element according to a second embodiment.
FIG. 4 is a cross-sectional view of a conventional light emitting device.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing the structure of a conventional LED.
FIG. 6 is a cross-sectional view of a conventional LED having a current diffusion electrode.
[Explanation of symbols]
10a Au thin film 10b Transparent conductive film 24 p-type semiconductor layer

Claims

A substrate provided with an n-type lower electrode on the back surface;
A light emitting layer provided on the substrate;
A p-type semiconductor layer provided on the light emitting layer;
An upper electrode provided on the p-type semiconductor layer,
The p-type semiconductor layer is a semiconductor layer selected from the group consisting of a ZnSe-based semiconductor layer, a ZnTe-based semiconductor layer, and a BeTe-based semiconductor layer,
The upper electrode includes an Au thin film positioned in contact with the p-type semiconductor layer, and an n-type transparent conductive film formed on the Au thin film at a room temperature .

The semiconductor light emitting element according to claim 1 , wherein the Au thin film has a thickness of 1 nm to 3 nm.

The semiconductor light emitting device according to claim 1 , wherein the n-type transparent conductive film is formed of In ₂ O ₃ -10 wt% ZnO.

The n-type transparent conductive film has a laminated structure including an upper layer and a lower layer,
The surface of the lower layer is flattened,
The semiconductor light emitting element according to claim 1, wherein irregularities are formed on a surface of the upper layer.

The thickness of the Au thin film is 2 nm to 3 nm,
_2. The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein the n-type transparent conductive film is an In ₂ O ₃ -10 wt% ZnO layer having a thickness of 180 nm to 200 nm .

The semiconductor light emitting element according to claim ₃ , wherein the transparent conductive film of In ₂ O ₃ -10 wt% ZnO is formed by laser ablation.