JPH02177577A - 発光ダイオード - Google Patents
発光ダイオードInfo
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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）
本発明は紫外から青色の短波長で発光するｐｎ接合型発
光ダイオードに関する。
光ダイオードに関する。
（従来の技術）
発光ダイオードは小型で消費電力が少なく、高輝度で安
定に発光するので、各種表示装置における表示素子とし
て広（用いられている。また、各種情報処理装置におけ
る情報記録読み取り用の光源としても実用化されている
。しかし、実用化されているのは赤色から緑色の長波長
で発光するダイオードであり、青から紫外の短波長で発
光するダイオードは、まだ実用化されていない。
定に発光するので、各種表示装置における表示素子とし
て広（用いられている。また、各種情報処理装置におけ
る情報記録読み取り用の光源としても実用化されている
。しかし、実用化されているのは赤色から緑色の長波長
で発光するダイオードであり、青から紫外の短波長で発
光するダイオードは、まだ実用化されていない。
発光ダイオードの発光波長は、用いられる半導体材料に
依存する。青色発光ダイオード用の半導体材料としては
次のものに限られる。即ちＩＶ−ＩＶ族化合物半導体の
炭化珪素（ＳｉＣ，禁止帯幅（以下では’ＥｇＪと称す
）はα型でＥｇ＝３．０ｅＶ）、ｌ１ｌ−Ｖ族化合物半
導体の窒化ガリウム（ＧａＮ、Ｅｇ＝３．４ｅＶ）、Ｉ
Ｉ−ＩＶ族化合物半導体の硫化亜鉛（ＺｎＳ、Ｅｇ＝３
．７ｅＶ）及びセレン化亜鉛（ＺｎＳｅ、Ｅｇ＝２．７
ｅＶ）である、さらに短波長の紫外光発光ダイオード
用の半導体材料としては■−Ｖ族化合物半導体の窒化ア
ルミニウム（ＡｌＮ、Ｅｇ＝６．０ｅＶ）又は窒化アル
ミニウムガリウム（ＧａＩＩＡｌ、ｘＮ。
依存する。青色発光ダイオード用の半導体材料としては
次のものに限られる。即ちＩＶ−ＩＶ族化合物半導体の
炭化珪素（ＳｉＣ，禁止帯幅（以下では’ＥｇＪと称す
）はα型でＥｇ＝３．０ｅＶ）、ｌ１ｌ−Ｖ族化合物半
導体の窒化ガリウム（ＧａＮ、Ｅｇ＝３．４ｅＶ）、Ｉ
Ｉ−ＩＶ族化合物半導体の硫化亜鉛（ＺｎＳ、Ｅｇ＝３
．７ｅＶ）及びセレン化亜鉛（ＺｎＳｅ、Ｅｇ＝２．７
ｅＶ）である、さらに短波長の紫外光発光ダイオード
用の半導体材料としては■−Ｖ族化合物半導体の窒化ア
ルミニウム（ＡｌＮ、Ｅｇ＝６．０ｅＶ）又は窒化アル
ミニウムガリウム（ＧａＩＩＡｌ、ｘＮ。
０＜ｘ＜１．Ｅｇ＝３．４〜６．０ｅＶ）が挙げられる
。
。
（発明が解決しようとする課題）
発光ダイオードの素子構造としてはｐｎ接合型の発光ダ
イオードが適している。その理由は、電子や正孔を発光
頭載へ高効率で注入できるからである。しかしながら、
上記の各材料の中でＳｉＣ以外はｐ型結晶を得ることが
困難であったり、得られても高抵抗であったり、又は極
めて不安定であるため、これらのｐ型結晶を用いてｐｎ
接合型の発光ダイオードを作製することはできない。
イオードが適している。その理由は、電子や正孔を発光
頭載へ高効率で注入できるからである。しかしながら、
上記の各材料の中でＳｉＣ以外はｐ型結晶を得ることが
困難であったり、得られても高抵抗であったり、又は極
めて不安定であるため、これらのｐ型結晶を用いてｐｎ
接合型の発光ダイオードを作製することはできない。
これに対してＳｉＣを用いれば、ｐ型結晶及びｎ型結晶
が容易に得られるのでｐｎ接合型の発光ダイオードを作
製することができる。第５図に従来のＳｉＣを用いたｐ
ｎ接合型発光ダイオードの一例を示す。ｐ型５ｉＣ１と
ｎ型ＳｉＣ２とによってｐｎ接合が形成され、ｐ型Ｓｉ
Ｃ用オーム性電極６．およびｎ型ＳｉＣ用オーム性電極
７が形成されている。ところが前述の化合物半導体のう
ちで、ＳｉＣ以外のものは直接遷移型なので高効率発光
に適しているが、ＳｉＣは間接遷移型なのでＳｉＣを用
いてｐｎ接合型の発光ダイオードを作製しても発光効率
が低くなり、実用的な発光ダイオードは得られないとい
う問題点がある。
が容易に得られるのでｐｎ接合型の発光ダイオードを作
製することができる。第５図に従来のＳｉＣを用いたｐ
ｎ接合型発光ダイオードの一例を示す。ｐ型５ｉＣ１と
ｎ型ＳｉＣ２とによってｐｎ接合が形成され、ｐ型Ｓｉ
Ｃ用オーム性電極６．およびｎ型ＳｉＣ用オーム性電極
７が形成されている。ところが前述の化合物半導体のう
ちで、ＳｉＣ以外のものは直接遷移型なので高効率発光
に適しているが、ＳｉＣは間接遷移型なのでＳｉＣを用
いてｐｎ接合型の発光ダイオードを作製しても発光効率
が低くなり、実用的な発光ダイオードは得られないとい
う問題点がある。
本発明はこのような問題点を解決するために為されたも
のであり１本発明の目的は、青、紫、紫外の短波長の光
を高効率で安定に発光し得るｐｎ接合型発光ダイオード
を提供することである。
のであり１本発明の目的は、青、紫、紫外の短波長の光
を高効率で安定に発光し得るｐｎ接合型発光ダイオード
を提供することである。
（課題を解決するための手段）
本発明の発光ダイオードは、ｎ型窒化ガリウム（ＧａＮ
）結晶、ｎ型窒化アルミニウム（ＡｌＮ）結晶、及びｎ
型窒化アルミニウムガリウム（ＧａＸＡ１＋−８Ｎ：０
＜ｘ＜１）結晶からなる群から選択された結晶と、ｐ型
炭化珪素（ＳｉＣ）結晶とのンテロ接合を有しており、
そのことにより上記目的が達成される。
）結晶、ｎ型窒化アルミニウム（ＡｌＮ）結晶、及びｎ
型窒化アルミニウムガリウム（ＧａＸＡ１＋−８Ｎ：０
＜ｘ＜１）結晶からなる群から選択された結晶と、ｐ型
炭化珪素（ＳｉＣ）結晶とのンテロ接合を有しており、
そのことにより上記目的が達成される。
また、ｎ型窒化ガリウム（ＧａＮ）結晶、ｎ型窒化アル
ミニウム（Ａ Ｉ Ｎ）結晶、及びｎ型窒化アルミニウ
ムガリウム（ＧａｘＡｌｔ−ｘＮ：Ｏ＜ｘく１）結晶か
らなる群から選択された結晶とｎ型炭化珪素（Ｓ ｉ
Ｃ）結晶とのヘテロ接合、および該ｎ型炭化珪素（Ｓｉ
Ｃ）とｐ型炭化珪素（ＳｉＣ）とのｐｎ接合、を有する
こともできるｂ（作用） 一般に異種物質のヘテロ接合はそれぞれの物質の格子定
数が異るため、接合部に歪みや応力、様々な格子欠陥が
発生する。このようなヘテロ接合によって発光ダイオー
ドを作製しても、著しく特性の悪い素子となる０本発明
は５ｉｎ（格子定数ａ＝３．０８人）と非常に近い格子
定数を有するＧａＮ （ａ＝３．１９人）、 ＡＩＮ
（ａ−３，１１人） 、 Ｇａｘ Ａ １１−＋ｔ Ｎ
（ａ−３，１１〜３゜１９人）を用いてヘテロ接合を
形成するのですぐれた特性を有する短波長発光ダイオー
ドを得ることができる。
ミニウム（Ａ Ｉ Ｎ）結晶、及びｎ型窒化アルミニウ
ムガリウム（ＧａｘＡｌｔ−ｘＮ：Ｏ＜ｘく１）結晶か
らなる群から選択された結晶とｎ型炭化珪素（Ｓ ｉ
Ｃ）結晶とのヘテロ接合、および該ｎ型炭化珪素（Ｓｉ
Ｃ）とｐ型炭化珪素（ＳｉＣ）とのｐｎ接合、を有する
こともできるｂ（作用） 一般に異種物質のヘテロ接合はそれぞれの物質の格子定
数が異るため、接合部に歪みや応力、様々な格子欠陥が
発生する。このようなヘテロ接合によって発光ダイオー
ドを作製しても、著しく特性の悪い素子となる０本発明
は５ｉｎ（格子定数ａ＝３．０８人）と非常に近い格子
定数を有するＧａＮ （ａ＝３．１９人）、 ＡＩＮ
（ａ−３，１１人） 、 Ｇａｘ Ａ １１−＋ｔ Ｎ
（ａ−３，１１〜３゜１９人）を用いてヘテロ接合を
形成するのですぐれた特性を有する短波長発光ダイオー
ドを得ることができる。
本発明の発光ダイオードは、ｎ型のＧａＮ、ＡＩＮ、又
はＧａ、１Ａｆｔ−ｘ Ｎと、ｐ型のＳｉＣとのヘテロ
接合ｐｎ接合構造を有し、直接遷移型のバンド構造をも
つｎ型のＧａＮ、ＡＩＮ、又はＧａ ＊ Ａ １ ｒ−
ｘ Ｎから発光するので高い発光効率を有している。
はＧａ、１Ａｆｔ−ｘ Ｎと、ｐ型のＳｉＣとのヘテロ
接合ｐｎ接合構造を有し、直接遷移型のバンド構造をも
つｎ型のＧａＮ、ＡＩＮ、又はＧａ ＊ Ａ １ ｒ−
ｘ Ｎから発光するので高い発光効率を有している。
また本発明の発光ダイオードはｐ型のＳｉＣとｎ型のＳ
ｉＣとのｐｎ接合を有し、さらにｎ型のＳｉＣとｎ型の
ＧａＮ、ＡＩＮ、又はＧ ａ ｗ Ａ １ｔ−ｘ Ｎと
のヘテロ接合を有している。そのためｐ型ＳｉＣからｎ
型ＳｉＣへ注入されたキャリアはヘテロ接合部のエネル
ギー障壁によってｎ型ｓ ｉＣに閉じ込められるので、
高い発光効率が得られる。
ｉＣとのｐｎ接合を有し、さらにｎ型のＳｉＣとｎ型の
ＧａＮ、ＡＩＮ、又はＧ ａ ｗ Ａ １ｔ−ｘ Ｎと
のヘテロ接合を有している。そのためｐ型ＳｉＣからｎ
型ＳｉＣへ注入されたキャリアはヘテロ接合部のエネル
ギー障壁によってｎ型ｓ ｉＣに閉じ込められるので、
高い発光効率が得られる。
（実施例）
本発明の実施例について以下に説明する。
第１図に本発明の発光ダイオードの一実施例の断面図を
示す、厚さ約５００μＩのＰ型５ｉＣ１と。
示す、厚さ約５００μＩのＰ型５ｉＣ１と。
ｎ型ＧａＮ３とによってヘテロ接合ｐｎ接合構造が形成
され、さらにｐ型ＳｉＣ用オーム性電極６゜及びｎ型Ｇ
ａＮ用オーム性電極８が形成されている０表面漏れ電流
を少なくするため、メサエッチングによりメサ構造とし
た。ｐ型５ｉＣ１にはｐ型のアクセプタドーパントとし
てアルミニウム（Ａｔ）を添加した。ｐ型ＳｉＣの正孔
濃度は１ＯＩＩ 〜ｌ Ｑ ｔ ９ Ｃ３−３である。
され、さらにｐ型ＳｉＣ用オーム性電極６゜及びｎ型Ｇ
ａＮ用オーム性電極８が形成されている０表面漏れ電流
を少なくするため、メサエッチングによりメサ構造とし
た。ｐ型５ｉＣ１にはｐ型のアクセプタドーパントとし
てアルミニウム（Ａｔ）を添加した。ｐ型ＳｉＣの正孔
濃度は１ＯＩＩ 〜ｌ Ｑ ｔ ９ Ｃ３−３である。
ｎ型ＧａＮ３はアンドープのｎ型膜である。電子濃度は
１０１１〜１０”ＣＩ弓である。また、ｎ型ＧａＮ３に
は青色の発光中心となる亜鉛（Ｚｎ）を添加した。
１０１１〜１０”ＣＩ弓である。また、ｎ型ＧａＮ３に
は青色の発光中心となる亜鉛（Ｚｎ）を添加した。
本実施例の発光ダイオードは次のようにして作製した。
ｐ型５ｉＣ１基板上に、トリメチルガリウム（Ｇａ （
ＣＨ３）りとアンモニア（ＮＨ３）とを原料として有機
金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ法）によりｎ型ＧａＮ３を
成長させた。成長温度は約１０００°Ｃである。成長中
にジエチル亜鉛Ｚｎ（Ｃｚ Ｈｓ ） ＊を原料として
加え１発光中心となるＺｎを含ませた。
ＣＨ３）りとアンモニア（ＮＨ３）とを原料として有機
金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ法）によりｎ型ＧａＮ３を
成長させた。成長温度は約１０００°Ｃである。成長中
にジエチル亜鉛Ｚｎ（Ｃｚ Ｈｓ ） ＊を原料として
加え１発光中心となるＺｎを含ませた。
第２図に本実施例の発光ダイオードのエネルギーバンド
の様子を示す、第２図（ａ）はバイアス電圧を印加しな
い場合のエネルギーバンドを表わす図である。ｐ型５ｉ
Ｃ１のフェルミ準位とｎ型ＧａＮ３のフェルミ準位は一
致している。ｐ型５ｉＣ１の価電子帯１２には正孔１４
が存在し、ｎ型ＧａＮ３の伝導帯１１には電子１３が存
在する。これら正孔１４および電子１３は、ｐ型５ｉＣ
１とｎ型ＧａＮ３との界面のエネルギー障壁によって互
いに結合することはない、第２図（ロ）は、順バイアス
電圧を印加した場合のエネルギーバンドを表わす図であ
る。この場合、ｐ型５ｉＣ１側に正の電圧が印加される
。順バイアス電圧が印加されると２ ｐ型５ｉＣ１とｎ
型ＧａＮ３との間の界面のエネルギー障壁が低くなり９
価電子帯１２の正孔１４と伝導帯１１の電子１３とが再
結合して発光する。ｐ型５ｉＣ１の正孔濃度はｎ型Ｇａ
Ｎ３の電子濃度より十分大きく設定しであるので、ｐｎ
接合部近傍でのキャリヤ注入は主としてＰ型５ｉ０１側
からｎ型ＧａＮ３側へ行なわれる。そして。
の様子を示す、第２図（ａ）はバイアス電圧を印加しな
い場合のエネルギーバンドを表わす図である。ｐ型５ｉ
Ｃ１のフェルミ準位とｎ型ＧａＮ３のフェルミ準位は一
致している。ｐ型５ｉＣ１の価電子帯１２には正孔１４
が存在し、ｎ型ＧａＮ３の伝導帯１１には電子１３が存
在する。これら正孔１４および電子１３は、ｐ型５ｉＣ
１とｎ型ＧａＮ３との界面のエネルギー障壁によって互
いに結合することはない、第２図（ロ）は、順バイアス
電圧を印加した場合のエネルギーバンドを表わす図であ
る。この場合、ｐ型５ｉＣ１側に正の電圧が印加される
。順バイアス電圧が印加されると２ ｐ型５ｉＣ１とｎ
型ＧａＮ３との間の界面のエネルギー障壁が低くなり９
価電子帯１２の正孔１４と伝導帯１１の電子１３とが再
結合して発光する。ｐ型５ｉＣ１の正孔濃度はｎ型Ｇａ
Ｎ３の電子濃度より十分大きく設定しであるので、ｐｎ
接合部近傍でのキャリヤ注入は主としてＰ型５ｉ０１側
からｎ型ＧａＮ３側へ行なわれる。そして。
ｎ型ＧａＮ３へ注入された正孔１４はＺｎ発光中心１６
を介して電子１３と再結合して光を発する。
を介して電子１３と再結合して光を発する。
本実施例の発光ダイオードは波長４５０ｎｍの青色の発
光を示した０発光効率は外部量子効率で０．５％に達し
た。そして素子全面で安定に発光した。
光を示した０発光効率は外部量子効率で０．５％に達し
た。そして素子全面で安定に発光した。
第３図は本発明の発光ダイオードの他の実施例を表わす
断面図である。厚さ約５００ａｍのＰ型５ｉｃ１．厚さ
約２μ輪のｎ型ＳｉＣ２，及びその上の厚さ約１０μ−
のｎ型ＡｌＮ３によって構成されている。ｐ型５ｉＣ１
とｎ型ＡｌＮ３にはそれぞれｐ型ＳｉＣ用オーム性電極
６．及びｎ型ＡＩＮ用オーム性電極９が設けられている
。また表面漏れ電流を少なくするためメサエッチングに
よリメサ構造にした。ｐ型５ｉＣ１にはｐ型のアクセプ
タドーパントとしてＡｔが添加されている。
断面図である。厚さ約５００ａｍのＰ型５ｉｃ１．厚さ
約２μ輪のｎ型ＳｉＣ２，及びその上の厚さ約１０μ−
のｎ型ＡｌＮ３によって構成されている。ｐ型５ｉＣ１
とｎ型ＡｌＮ３にはそれぞれｐ型ＳｉＣ用オーム性電極
６．及びｎ型ＡＩＮ用オーム性電極９が設けられている
。また表面漏れ電流を少なくするためメサエッチングに
よリメサ構造にした。ｐ型５ｉＣ１にはｐ型のアクセプ
タドーパントとしてＡｔが添加されている。
ｐ型５ｉＣ１の正孔濃度は１０ ” −１０”ｃｍ−３
である。ｎ型ＳｉＣ２にはドナドーパントとして窒素（
Ｎ）が添加されており、さらにＡＩアクセプタも適量同
時に添加されている。ｎ型ＳｉＣ２の電子濃度は１０
′６〜１０ ”Ｃ１１−”である、ｎ型ＡｌＮ３は特に
ドーパントを添加していないアンドープのｎ型である。
である。ｎ型ＳｉＣ２にはドナドーパントとして窒素（
Ｎ）が添加されており、さらにＡＩアクセプタも適量同
時に添加されている。ｎ型ＳｉＣ２の電子濃度は１０
′６〜１０ ”Ｃ１１−”である、ｎ型ＡｌＮ３は特に
ドーパントを添加していないアンドープのｎ型である。
ｎ型ＡｌＮ３の電子密度は約ＩＱ”ｅｌｌ−”である。
本実施例の発光ダイオードは次のようにして作製した。
ｐ型５ｉＣ１基板上にモノシラン（ＳｔＨｌ）とプロパ
ン（Ｃ３）Ｉｍ ）とを原料として。
ン（Ｃ３）Ｉｍ ）とを原料として。
気相成長法ＣＣＶＤ法）により、ｎ型ＳｉＣ２を成長さ
せた。成長温度は約１３００’Ｃである。成長中に窒素
（Ｎ８）及びトリメチルアルミニウム（Ａｔ （ｃＨ２
）ｓ ）を原料として加えｘＮ及びＡＩを含ませた０次
にトリメチルアルミニウムＡＩ ＣＣＨｓ ）ｓとアン
モニア（Ｎｌ（ｚ）とを原料としてＣＶＤ法により、ｎ
型ＡｌＮ３を連続的に成長させた。成長温度は約１００
０°Ｃである。
せた。成長温度は約１３００’Ｃである。成長中に窒素
（Ｎ８）及びトリメチルアルミニウム（Ａｔ （ｃＨ２
）ｓ ）を原料として加えｘＮ及びＡＩを含ませた０次
にトリメチルアルミニウムＡＩ ＣＣＨｓ ）ｓとアン
モニア（Ｎｌ（ｚ）とを原料としてＣＶＤ法により、ｎ
型ＡｌＮ３を連続的に成長させた。成長温度は約１００
０°Ｃである。
第４図に本実施例の発光ダイオードのエネルギーバンド
の様子を示す、第４図（ａ）はバイアスを印加しない場
合のエネルギーバンドを表わす図である。ｐ型５ｉＣ１
，ｎ型ＳｉＣ２，及びｎ型ＡｌＮ３のフェルミ準位は一
致している。ｐ型５ｉＣ１の価電子帯１２には正孔１４
が存在し、ｎ型ＳｉＣ２及びｎ型ＡｌＮ３の伝導帯１１
には電子１３が存在する。これら正孔１４及び電子１３
はｐ型５ｉＣ１とｎ型ＳｉＣ２との界面のエネルギー障
壁によって互いに結合することはない。第４図（ロ）は
順バイアス電圧を印加した場合のエネルギーバンドを表
わす図である。この場合、ｐ型５ｉＣ１側に正の電圧が
加えられる。順バイアス電圧が印加されると、ｐ型５ｉ
Ｃ１とｎ型ＳｉＣ２との間の界面のエネルギー障壁が低
くなり１価電子帯１２の正孔１４と伝導帯１１の電子１
３とが再結合して発光する。ｐ型５ｉＣ１の正孔濃度は
ｎ型ＳｉＣ２の電子濃度より十分大きく設定しであるの
で、ｐｎ接合部近傍でのキャリア注入は主としてｐ型５
ｉＣ１からｎ型ＳｉＣ２へ行なわれる。
の様子を示す、第４図（ａ）はバイアスを印加しない場
合のエネルギーバンドを表わす図である。ｐ型５ｉＣ１
，ｎ型ＳｉＣ２，及びｎ型ＡｌＮ３のフェルミ準位は一
致している。ｐ型５ｉＣ１の価電子帯１２には正孔１４
が存在し、ｎ型ＳｉＣ２及びｎ型ＡｌＮ３の伝導帯１１
には電子１３が存在する。これら正孔１４及び電子１３
はｐ型５ｉＣ１とｎ型ＳｉＣ２との界面のエネルギー障
壁によって互いに結合することはない。第４図（ロ）は
順バイアス電圧を印加した場合のエネルギーバンドを表
わす図である。この場合、ｐ型５ｉＣ１側に正の電圧が
加えられる。順バイアス電圧が印加されると、ｐ型５ｉ
Ｃ１とｎ型ＳｉＣ２との間の界面のエネルギー障壁が低
くなり１価電子帯１２の正孔１４と伝導帯１１の電子１
３とが再結合して発光する。ｐ型５ｉＣ１の正孔濃度は
ｎ型ＳｉＣ２の電子濃度より十分大きく設定しであるの
で、ｐｎ接合部近傍でのキャリア注入は主としてｐ型５
ｉＣ１からｎ型ＳｉＣ２へ行なわれる。
そしてＰ型５ｉＣ１からｎ型ＳｉＣ２へ注入された正孔
１４は、ｎ型ＳｉＣ２とｎ型ＡｌＮ３との間の界面の大
きなエネルギー障壁によって厚さ２μｍのｎ型ＳｉＣ２
に閉じ込められるので、効率良く電子１３と再結合し９
発光する。正孔１４と電子１３の再結合は、窒素ドナー
１７及びアルミニウムアクセプタ１８によるドナーアク
セプタ対発光によって行なわれる０本実施例の発光ダイ
オードは波長４７０ｎｍの青色発光を示した。外部量子
効率は０．２％であり、高い発光効率を示した。
１４は、ｎ型ＳｉＣ２とｎ型ＡｌＮ３との間の界面の大
きなエネルギー障壁によって厚さ２μｍのｎ型ＳｉＣ２
に閉じ込められるので、効率良く電子１３と再結合し９
発光する。正孔１４と電子１３の再結合は、窒素ドナー
１７及びアルミニウムアクセプタ１８によるドナーアク
セプタ対発光によって行なわれる０本実施例の発光ダイ
オードは波長４７０ｎｍの青色発光を示した。外部量子
効率は０．２％であり、高い発光効率を示した。
以上の２つの実施例に於ては、ＳｉＣを基板として、Ｓ
ｉＣ，ＧａＮ又はＡＩＮをその上に成長させてヘテロ接
合を形成した例を示したが、逆にＧａＮ又はＡＩＮを基
板としてその上にＳｉＣを成長させてヘテロ接合を形成
してもよい。また上述の２つの実施例ではＳｉＣとして
Ｅｇの大きいα−３ｉＣ（Ｅｇ−３，０ｅＶ）を用いた
が、Ｅｇの小さいβ−３ｉＣ（Ｅｇ＝２．３ｅＶ）を用
いても良い、この場合には、上述の２つの実施例のうち
、後で述べた実施例では発光色は青色ではなく、より長
波長の赤橙色から緑色となる。
ｉＣ，ＧａＮ又はＡＩＮをその上に成長させてヘテロ接
合を形成した例を示したが、逆にＧａＮ又はＡＩＮを基
板としてその上にＳｉＣを成長させてヘテロ接合を形成
してもよい。また上述の２つの実施例ではＳｉＣとして
Ｅｇの大きいα−３ｉＣ（Ｅｇ−３，０ｅＶ）を用いた
が、Ｅｇの小さいβ−３ｉＣ（Ｅｇ＝２．３ｅＶ）を用
いても良い、この場合には、上述の２つの実施例のうち
、後で述べた実施例では発光色は青色ではなく、より長
波長の赤橙色から緑色となる。
（発明の効果）
本発明の発光ダイオードはこのように青、紫。
紫外の短波長の領域で高効率で安定に発光するので１例
えば各種表示装置の表示部の多色化や２発光ダイオード
を光源として用いた各種情報処理装置における記録情報
の読み取りの高速化及び高密度化を可能にし２発光ダイ
オードの応用分野が飛躍的に拡大される。
えば各種表示装置の表示部の多色化や２発光ダイオード
を光源として用いた各種情報処理装置における記録情報
の読み取りの高速化及び高密度化を可能にし２発光ダイ
オードの応用分野が飛躍的に拡大される。
４ °゛ の な昔゛■
第１図は本発明の一実施例を表わす断面図、第２図（ａ
）及び（ロ）はそれぞれ第１図の発光ダイオードにバイ
アス電圧を印加しない場合と印加した場合のエネルギー
バンドを表わす図２第３図は本発明の他の実施例を表わ
す断面図、第４図（ａ）及び（ロ）はそれぞれ第３図の
発光ダイオードにバイアス電圧を印加しない場合と印加
した場合のエネルギーバンドを表わす図、第５図は従来
の短波長発光ダイオードの断面図である。
）及び（ロ）はそれぞれ第１図の発光ダイオードにバイ
アス電圧を印加しない場合と印加した場合のエネルギー
バンドを表わす図２第３図は本発明の他の実施例を表わ
す断面図、第４図（ａ）及び（ロ）はそれぞれ第３図の
発光ダイオードにバイアス電圧を印加しない場合と印加
した場合のエネルギーバンドを表わす図、第５図は従来
の短波長発光ダイオードの断面図である。
１−Ｐ型ＳｉＣ，２・・・ｎ型ｓｔｃ、ｓ−ｎ型ＧａＮ
、５・−ｎ型ＡＩＮ、６・Ｐ型ＳｉＣ用オーム性電極、
８・・・ｎ型ＧａＮ用オーム性電極、９・・・ｎ型ＡＩ
Ｎ用オーム性電極、４１・・・伝導帯、１２・・・価電
子帯、１３・・・電子、１４・・・正孔、１５・・・フ
ェルミ準位、１６・・・亜鉛発光中心、１７・・・窒素
ドナ。
、５・−ｎ型ＡＩＮ、６・Ｐ型ＳｉＣ用オーム性電極、
８・・・ｎ型ＧａＮ用オーム性電極、９・・・ｎ型ＡＩ
Ｎ用オーム性電極、４１・・・伝導帯、１２・・・価電
子帯、１３・・・電子、１４・・・正孔、１５・・・フ
ェルミ準位、１６・・・亜鉛発光中心、１７・・・窒素
ドナ。
１８・・・アルミニウムアクセプタ。
納１図
第３図
第５図
以上
第２図
（ａ）
（ｂ）
第４図（ａ）
（ｂ）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、ｎ型窒化ガリウム（ＧａＮ）結晶、ｎ型窒化アルミ
ニウム（ＡｌＮ）結晶、及びｎ型窒化アルミニウムガリ
ウム（Ｇａ＿ｘＡｌ＿１＿−＿ｘＮ：Ｏ＜ｘ＜１）結晶
からなる群から選択された結晶と、ｐ型炭化珪素（Ｓｉ
Ｃ）結晶とのヘテロ接合を有するｐｎ接合型発光ダイオ
ード。 ２、ｎ型窒化ガリウム（ＧａＮ）結晶、ｎ型窒化アルミ
ニウム（ＡｌＮ）結晶、及びｎ型窒化アルミニウムガリ
ウム（Ｇａ＿ｘＡ１＿１＿−＿ｘＮ：Ｏ＜ｘ＜１）結晶
からなる群から選択された結晶とｎ型炭化珪素（ＳｉＣ
）結晶とのヘテロ接合、および該ｎ型炭化珪素（ＳｉＣ
）とｐ型炭化珪素（ＳｉＣ）とのｐｎ接合、を有するｐ
ｎ接合型発光ダイオード。
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| JP33369888A JP2650744B2 (ja) | 1988-12-28 | 1988-12-28 | 発光ダイオード |
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|---|---|
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| JP2650744B2 JP2650744B2 (ja) | 1997-09-03 |
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|---|---|---|---|
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