JPH01214071A - 半導体発光素子 - Google Patents
半導体発光素子Info
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- JPH01214071A JPH01214071A JP63039102A JP3910288A JPH01214071A JP H01214071 A JPH01214071 A JP H01214071A JP 63039102 A JP63039102 A JP 63039102A JP 3910288 A JP3910288 A JP 3910288A JP H01214071 A JPH01214071 A JP H01214071A
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- light emitting
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- emitting device
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- Pending
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- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 31
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 26
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Landscapes
- Led Devices (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、発光ダイオード（ＬＥＤ）などの半導体発光
素子に関する。
素子に関する。
〔従来の技術・発明が解決しようとする課題〕通常のＧ
ａＡｓ基板のｐ型不純物ン農度（−船釣にはＺｎドープ
量）はｌ ＸＩＯ”Ｃ１１１−’程度と高濃度であり、
このため、かかるＧａＡｓ１板を用いて面発光型のＬＨ
Ｄなどの発光素子を作製した場合、たとえばＧａ＾Ｓ基
板上にＡｌＧａＡｓ活性層を成長させた赤色ＬＥＤでは
、第２図に示すように、光出力に対して発光ピーク波長
ＡＣ６５０〜６７０ｎｍ 、以下にメインピーク波長と
いう）の他に別の発光ピーク波長Ｂ （８８０〜９００
ｎｍ 、以下にサブピーク波長という）が発生する。こ
のようなＧａＡｓ基板を用いた発光素子では、たとえば
赤外ＬＥＤと独立して併用されるセンサーなどの装置に
使用すると誤動作の原因となる。
ａＡｓ基板のｐ型不純物ン農度（−船釣にはＺｎドープ
量）はｌ ＸＩＯ”Ｃ１１１−’程度と高濃度であり、
このため、かかるＧａＡｓ１板を用いて面発光型のＬＨ
Ｄなどの発光素子を作製した場合、たとえばＧａ＾Ｓ基
板上にＡｌＧａＡｓ活性層を成長させた赤色ＬＥＤでは
、第２図に示すように、光出力に対して発光ピーク波長
ＡＣ６５０〜６７０ｎｍ 、以下にメインピーク波長と
いう）の他に別の発光ピーク波長Ｂ （８８０〜９００
ｎｍ 、以下にサブピーク波長という）が発生する。こ
のようなＧａＡｓ基板を用いた発光素子では、たとえば
赤外ＬＥＤと独立して併用されるセンサーなどの装置に
使用すると誤動作の原因となる。
このように、用途によってはサブピークの極力少ないＬ
ＥＤが要求され、この場合にはできるだけサブピーク波
長が発生しないように対処することが望まれる。
ＥＤが要求され、この場合にはできるだけサブピーク波
長が発生しないように対処することが望まれる。
サブピーク波長の発生の原因はＧａＡｓ基板のホトルミ
ネッセンスによるものであることが判明している。従っ
てこのことへの対処の方法としては、基板のＧａＡｓを
除去すること、またはホトルミネッセンスの発生の少な
い基板を使うことなどの方法が考えられる。
ネッセンスによるものであることが判明している。従っ
てこのことへの対処の方法としては、基板のＧａＡｓを
除去すること、またはホトルミネッセンスの発生の少な
い基板を使うことなどの方法が考えられる。
従って本発明の目的は、以上の問題点を鑑みて、サブピ
ーク波長の生じないＧａＡｓ基板を用いた半導体発光素
子を提供することにある。
ーク波長の生じないＧａＡｓ基板を用いた半導体発光素
子を提供することにある。
前記目的を達成する半導体発光素子は、ｐ型不純物濃度
がｌ ｘｌＱ” 〜ｌ ｘｌＱ”ａｍ−’であるＧａＡ
ｓ基板上に活性層を含む結晶層を形成し、ｐ側及びｎ側
電極を設けたことを特徴とするものである。
がｌ ｘｌＱ” 〜ｌ ｘｌＱ”ａｍ−’であるＧａＡ
ｓ基板上に活性層を含む結晶層を形成し、ｐ側及びｎ側
電極を設けたことを特徴とするものである。
本発明の半導体発光素子は、ＧａＡｓ基板のｐ型不純物
濃度が１×１０Ｉ′〜ｌＸ１０１″ｃｍ−’であり、サ
ブピークが無視できる程度に小さくなる。これは、光励
起によってｐ型半導体にキセリアが発生するが、この時
の電子及びホール濃度は、 ｎ−Δｎ、ｐ＝Δｐ＋Ｉ）。
濃度が１×１０Ｉ′〜ｌＸ１０１″ｃｍ−’であり、サ
ブピークが無視できる程度に小さくなる。これは、光励
起によってｐ型半導体にキセリアが発生するが、この時
の電子及びホール濃度は、 ｎ−Δｎ、ｐ＝Δｐ＋Ｉ）。
（Δｎ、Δｐは光励起で発生した電子、ホール、ｐｏは
熱平衡状態におけるホール濃度）と表され、この時のホ
トルミネッセンス強度は、ｐ＝ＡΔｎ （Δｐ”ｐｏ
）＃ＡΔｎｐ。
熱平衡状態におけるホール濃度）と表され、この時のホ
トルミネッセンス強度は、ｐ＝ＡΔｎ （Δｐ”ｐｏ
）＃ＡΔｎｐ。
（Ａは比例定数）
となり、ｐ’ｔＨ度が小さい程ホトルミネッセンス強度
は小さくなるからである。
は小さくなるからである。
なおｐ型不純物濃度がｌ ｘｌＱ” 〜ｌ ｘｌＱ”ｃ
ｍ−’と通常に比較して低濃度であるＧａＡｓ基板の場
合は、鑑亥基キ反に電極を設けるとオーミック１穫のコ
ンタクト抵抗が大きくなるため、これの減少をはかるべ
く ＧａＡｓ基板の電極付着部分のｐ型不純物濃度をＩ
ＸＩＯ”ｃｍ−”以上とすることが好ましい。
ｍ−’と通常に比較して低濃度であるＧａＡｓ基板の場
合は、鑑亥基キ反に電極を設けるとオーミック１穫のコ
ンタクト抵抗が大きくなるため、これの減少をはかるべ
く ＧａＡｓ基板の電極付着部分のｐ型不純物濃度をＩ
ＸＩＯ”ｃｍ−”以上とすることが好ましい。
しかして、実際にＧａＡｓ１板にドープされるｐ型不純
物には制限はなく、好ましくはＺｎまたはＣｄである。
物には制限はなく、好ましくはＺｎまたはＣｄである。
またｐ型不純物濃度は、ｌＸｌ０１＆〜Ｉ ＸＩＯ”ｃ
ｍ−’、好ましくはｌ ｘｌｏ”〜Ｔ ＸＸＱ”ｅｌｍ
−’、特には５ ×１０１ｔｃ、−ｊ程度である。
ｍ−’、好ましくはｌ ｘｌｏ”〜Ｔ ＸＸＱ”ｅｌｍ
−’、特には５ ×１０１ｔｃ、−ｊ程度である。
また、本発明の発光素子はＧａＡｓ基板を用いたもので
あるが、ＧａＡｓ基板上に成長させる活性層を含む結晶
層の半導体材料には特に限定はなく 、ＧａＡｓ基板上
に通常よく結晶成長させているＡｌＧａＡｓ、 ＧａＰ
Ａｓ 、 Ｇａ１ｎＰ 、 Ｇａ１ｎＰＡｓなど各々の
材料の特性を活かして用いればよい。
あるが、ＧａＡｓ基板上に成長させる活性層を含む結晶
層の半導体材料には特に限定はなく 、ＧａＡｓ基板上
に通常よく結晶成長させているＡｌＧａＡｓ、 ＧａＰ
Ａｓ 、 Ｇａ１ｎＰ 、 Ｇａ１ｎＰＡｓなど各々の
材料の特性を活かして用いればよい。
以下、本発明の半導体発光素子を図面に基づいて詳細に
説明する。
説明する。
第１図はその実施例を示し、この発光素子は、ｐ型Ｇａ
Ａｓ基板Ｂ上にｐ型＾ｌＧａＡｓ１ｉ １を成長させ、
ｐ型ＡｌＧａＡｓ層１上にｐ型ＡｌＧａＡｓバリヤ層２
、ｐ型（またはｎ型） ＡｌＧａＡｓ活性層３及びｎ型
ＡｌＧａＡｓバリヤ層４を順次結晶成長させたダブルへ
テロ構造を有し、さらにバリヤＮ４にｎ側電極Ｅ１が、
また基ＦｉＢにｐ側電極Ｅ２が設けられている。この発
光素子では、ＧａＡｓ基板Ｂのｐ型不純物（たとえばＺ
ｎ）の濃度を約５Ｘ１０”ｅｌｍ−’に調整しであるの
で、第２図に示したようなサブピーク波長Ｂは無視でき
る程度に小さく、メインピーク波長Ａのみと言ってもよ
い。このようなＬＥＤでは、赤外しＥＤと組み合わせて
使用しても誤動作などの原因になることはない。
Ａｓ基板Ｂ上にｐ型＾ｌＧａＡｓ１ｉ １を成長させ、
ｐ型ＡｌＧａＡｓ層１上にｐ型ＡｌＧａＡｓバリヤ層２
、ｐ型（またはｎ型） ＡｌＧａＡｓ活性層３及びｎ型
ＡｌＧａＡｓバリヤ層４を順次結晶成長させたダブルへ
テロ構造を有し、さらにバリヤＮ４にｎ側電極Ｅ１が、
また基ＦｉＢにｐ側電極Ｅ２が設けられている。この発
光素子では、ＧａＡｓ基板Ｂのｐ型不純物（たとえばＺ
ｎ）の濃度を約５Ｘ１０”ｅｌｍ−’に調整しであるの
で、第２図に示したようなサブピーク波長Ｂは無視でき
る程度に小さく、メインピーク波長Ａのみと言ってもよ
い。このようなＬＥＤでは、赤外しＥＤと組み合わせて
使用しても誤動作などの原因になることはない。
次に第１図に示した半導体発光素子の具体的な製法例を
述べる。
述べる。
まず、本発明で用いるＧａＡｓ基板は、ｐ型不純物濃度
がｌＸｌ０”〜７ ｘ １０ ｌｑ １− ｓになるよ
うたとえばＺｎをドーピングしであることが必要である
。面方位はエピタキシャル成長法によって決まるが、た
とえばＬＰＥの場合には（１，０，０）面が好ましい、
また成長面の鏡面研磨及びエツチングが必要なことは言
うまでもない。
がｌＸｌ０”〜７ ｘ １０ ｌｑ １− ｓになるよ
うたとえばＺｎをドーピングしであることが必要である
。面方位はエピタキシャル成長法によって決まるが、た
とえばＬＰＥの場合には（１，０，０）面が好ましい、
また成長面の鏡面研磨及びエツチングが必要なことは言
うまでもない。
次に、このｐ型ＧａＡｓ基板Ｂ上にエビ結晶層を形成す
べく、有機金属気相成長法（ＭＯＶＰＥ）、分子線エピ
タキシャル成長法（ＭＢＥ）、液相エピタキシャル成長
法（Ｌ Ｐ Ｅ）などによって基板Ｂ上にｐ型ＡｌＧａ
Ａｓ１ｉｌ １、ｐ型ＡｌＧａＡｓバリヤ層２、ｐ型（
またはｎ型）へｌＧａＡｓ活性層３及びｎ型ＡｌＧａＡ
ｓバリヤＮ４を順次結晶成長させ、バリヤＮ４上にｎ側
電極材としてたとえばＡｕ−Ｇｅからなる電極Ｅｌを、
またＧａＡｓ基板Ｂにｐ側電罹材としてたとえばＡｕ
−Ｚｎからな゛る電極ε２を真空薄着などによって設け
ることにより、第１図に示した半導体発光素子が製造さ
れる。
べく、有機金属気相成長法（ＭＯＶＰＥ）、分子線エピ
タキシャル成長法（ＭＢＥ）、液相エピタキシャル成長
法（Ｌ Ｐ Ｅ）などによって基板Ｂ上にｐ型ＡｌＧａ
Ａｓ１ｉｌ １、ｐ型ＡｌＧａＡｓバリヤ層２、ｐ型（
またはｎ型）へｌＧａＡｓ活性層３及びｎ型ＡｌＧａＡ
ｓバリヤＮ４を順次結晶成長させ、バリヤＮ４上にｎ側
電極材としてたとえばＡｕ−Ｇｅからなる電極Ｅｌを、
またＧａＡｓ基板Ｂにｐ側電罹材としてたとえばＡｕ
−Ｚｎからな゛る電極ε２を真空薄着などによって設け
ることにより、第１図に示した半導体発光素子が製造さ
れる。
なお上記実施例では、ダブルへテロタイプのみについて
述べたが、シングルへテロタイプであっても効果は同じ
である。
述べたが、シングルへテロタイプであっても効果は同じ
である。
本発明の半導体発光素子は、以上説明したように構成さ
れているので、以下に記載されるような効果を奏する。
れているので、以下に記載されるような効果を奏する。
ＧａＡｓ基板のｐ型不純物濃度が１ ｘｌＱ１６〜Ｉ
ＸＩＯ”ｃＩｎ−３と通常に比べて低濃度であるから、
酸ＧａＡｓ基板上に種々の半導体材料からなる活性層を
含む結晶層を形成した発光素子であってもサブピークを
無視できる程度に小さくできる。従って、メインビーク
波長のみの光が放射される良好な発光素子である。
ＸＩＯ”ｃＩｎ−３と通常に比べて低濃度であるから、
酸ＧａＡｓ基板上に種々の半導体材料からなる活性層を
含む結晶層を形成した発光素子であってもサブピークを
無視できる程度に小さくできる。従って、メインビーク
波長のみの光が放射される良好な発光素子である。
第１図は本発明の半導体発光素子の一実施例の断面図、
第２図は通常のＺｎドープ旧が高濃度であるＧａＡｓ基
板を用いた発光素子の波長と光出力との関係を示すグラ
フである。 Ｂ：ｐ型ＧａＡｓ基板； １：ｐ型ＡｌＧａＡｓ
層２：ｐ型ＡｌＧａＡｓバリヤ旧； ３ ： ｐ型Ａ
ｌＧａＡｓ活性層４：ｎ型＾ｌＧａＡｓバリヤ層； Ｅ
ｌ、Ｅ２：電極第１図 ノ 第２図 ↑ ミｉ ノし （η７ｙＬ）
第２図は通常のＺｎドープ旧が高濃度であるＧａＡｓ基
板を用いた発光素子の波長と光出力との関係を示すグラ
フである。 Ｂ：ｐ型ＧａＡｓ基板； １：ｐ型ＡｌＧａＡｓ
層２：ｐ型ＡｌＧａＡｓバリヤ旧； ３ ： ｐ型Ａ
ｌＧａＡｓ活性層４：ｎ型＾ｌＧａＡｓバリヤ層； Ｅ
ｌ、Ｅ２：電極第１図 ノ 第２図 ↑ ミｉ ノし （η７ｙＬ）
Claims (2)
- （１）ｐ型不純物濃度が１×１０＾１＾６〜１×１０＾
１＾８ｃｍ＾−＾３であるＧａＡｓ基板上に活性層を含
む結晶層を形成し、ｐ側及びｎ側電極を設けたことを特
徴とする半導体発光素子。 - （２）電極を設けたＧａＡｓ基板において、ｐ側電極付
着部分のｐ型不純物濃度が１×１０＾１＾７１＾−＾３
以上であることを特徴とする請求項（１）記載の半導体
発光素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63039102A JPH01214071A (ja) | 1988-02-22 | 1988-02-22 | 半導体発光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63039102A JPH01214071A (ja) | 1988-02-22 | 1988-02-22 | 半導体発光素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01214071A true JPH01214071A (ja) | 1989-08-28 |
Family
ID=12543707
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63039102A Pending JPH01214071A (ja) | 1988-02-22 | 1988-02-22 | 半導体発光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01214071A (ja) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4961930A (ja) * | 1972-10-17 | 1974-06-15 | ||
| JPS61128005U (ja) * | 1985-01-31 | 1986-08-11 | ||
| JPS63551A (ja) * | 1986-06-20 | 1988-01-05 | 三菱化学株式会社 | 長繊維補強セメント系部材 |
| JPS63165021U (ja) * | 1987-04-16 | 1988-10-27 |
-
1988
- 1988-02-22 JP JP63039102A patent/JPH01214071A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4961930A (ja) * | 1972-10-17 | 1974-06-15 | ||
| JPS61128005U (ja) * | 1985-01-31 | 1986-08-11 | ||
| JPS63551A (ja) * | 1986-06-20 | 1988-01-05 | 三菱化学株式会社 | 長繊維補強セメント系部材 |
| JPS63165021U (ja) * | 1987-04-16 | 1988-10-27 |
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