JPH02224282A - 半導体発光装置 - Google Patents
半導体発光装置Info
- Publication number
- JPH02224282A JPH02224282A JP1173871A JP17387189A JPH02224282A JP H02224282 A JPH02224282 A JP H02224282A JP 1173871 A JP1173871 A JP 1173871A JP 17387189 A JP17387189 A JP 17387189A JP H02224282 A JPH02224282 A JP H02224282A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- type
- light emitting
- substrate
- emitting device
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
- H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
- H10H20/80—Constructional details
- H10H20/81—Bodies
- H10H20/822—Materials of the light-emitting regions
- H10H20/824—Materials of the light-emitting regions comprising only Group III-V materials, e.g. GaP
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
- H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
- H10H20/01—Manufacture or treatment
- H10H20/011—Manufacture or treatment of bodies, e.g. forming semiconductor layers
- H10H20/013—Manufacture or treatment of bodies, e.g. forming semiconductor layers having light-emitting regions comprising only Group III-V materials
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
- H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
- H10H20/80—Constructional details
- H10H20/81—Bodies
- H10H20/811—Bodies having quantum effect structures or superlattices, e.g. tunnel junctions
Landscapes
- Led Devices (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］
本発明は一般に電子発光装置に関し、とくにダ示器及び
レーザー光源としてしばしば使用される。
レーザー光源としてしばしば使用される。
ある種のＬＥＤではｐ−ｎ接合型半導体が使用される。
ｐ−型及びｎ−型領域と接触する一対の電極接点を用い
て電位差が接合部に形成される。それによって電子が接
合部を横切ってｎ−型領域からｐ−型領域へと注入され
、かつ接合部を横切ってｐ−型領域からｎ−型領域へと
正孔が注入される。ｐ−型領域では注入された電子が正
孔と再結合して発光を生じる。ｎ−型領域では、注入さ
れた正孔が電子と再結合して発光を生じる。発光の波長
は電子と正孔の再結合によって発生されるエネルギによ
って左右され、それはｐ−ｎ接合型半導体材料のバンド
ギャップとして知られている。
て電位差が接合部に形成される。それによって電子が接
合部を横切ってｎ−型領域からｐ−型領域へと注入され
、かつ接合部を横切ってｐ−型領域からｎ−型領域へと
正孔が注入される。ｐ−型領域では注入された電子が正
孔と再結合して発光を生じる。ｎ−型領域では、注入さ
れた正孔が電子と再結合して発光を生じる。発光の波長
は電子と正孔の再結合によって発生されるエネルギによ
って左右され、それはｐ−ｎ接合型半導体材料のバンド
ギャップとして知られている。
発光の効率を高めるため当業者には、２つの種類のキャ
リヤ、すなわち電子又は正孔のいずれか一方のみを接合
部を横切って注入させ、両方を注入しない方が好適であ
ることが公知である。改良型のＬＥＤではｐ−ｎ単一へ
テロ接合半導体が使用されている。ヘテロ接合はバンド
ギャップが異なるｐ−型とｎ−型の半導体材料の間の接
合部に形成される。このようなヘテロ接合型の素子の場
合、ｐ−型領域におけるエネルギバンドギャップはｎ−
型Ｎ域におけるエネルギバンドギャップと異なるので、
電子及び正孔の双方ではなくいずれか一方が接合部を横
切って注入される。その後、注入された電子又は正孔が
再結合して発光を生じる０代表的にはｎ−型及びＰ−型
領域の材料は、電子だけが接合部を横切ってｎ−型領域
からｐ −型領域へと注入され、その結果Ｐ−型領領域
けがＬＥＤの活性発光部分になるように選択される。
リヤ、すなわち電子又は正孔のいずれか一方のみを接合
部を横切って注入させ、両方を注入しない方が好適であ
ることが公知である。改良型のＬＥＤではｐ−ｎ単一へ
テロ接合半導体が使用されている。ヘテロ接合はバンド
ギャップが異なるｐ−型とｎ−型の半導体材料の間の接
合部に形成される。このようなヘテロ接合型の素子の場
合、ｐ−型領域におけるエネルギバンドギャップはｎ−
型Ｎ域におけるエネルギバンドギャップと異なるので、
電子及び正孔の双方ではなくいずれか一方が接合部を横
切って注入される。その後、注入された電子又は正孔が
再結合して発光を生じる０代表的にはｎ−型及びＰ−型
領域の材料は、電子だけが接合部を横切ってｎ−型領域
からｐ −型領域へと注入され、その結果Ｐ−型領領域
けがＬＥＤの活性発光部分になるように選択される。
従来型のＬＥＤ素子の場合、ｐ−型及びｎ−型層が基板
上で成長してｐ−ｎ接合部を形成する。
上で成長してｐ−ｎ接合部を形成する。
ＬＥＤに使用される通例の基板材料の１つは砒化ガリウ
ムである。半導体が砒化ガリウム（ＧａＡＳ）から成っ
ている場合は、半導体材料のエネルギバンドギャップを
、アルミニウム原子をガリウム原子と置換することによ
って増大させることができる。材料中のアルミニウム含
有率が高いほどバンドギャップが高まる。半導体材料と
してＧａＡｓを使用している従来型の単一へテロ接合型
ＬＥＤの場合、単一のｐ−ｎ接合部はＧａＡｓ基板上に
ｐ−型層を形成し、その後にｎ−型層を形成することに
よって形成される。ｎ−型領域とＰ−型領域の双方でア
ルミニウムをガリウムと置換することは公知であり、そ
の際、ｎ−型領域はＰ−型領域よりも多くのアルミニウ
ムを含有し、従ってバンドギャップも広い。それによっ
てｎ−型領域からｐ−型領域へと注入された電子は、こ
れとは逆の方向に注入された正孔よりも低いポテンシャ
ル障壁を有するという効果が得られる。このように本質
的に電子だけが接合部を横切って注入され、ｐ−型層が
発光性の再結合が行われる活性層である。
ムである。半導体が砒化ガリウム（ＧａＡＳ）から成っ
ている場合は、半導体材料のエネルギバンドギャップを
、アルミニウム原子をガリウム原子と置換することによ
って増大させることができる。材料中のアルミニウム含
有率が高いほどバンドギャップが高まる。半導体材料と
してＧａＡｓを使用している従来型の単一へテロ接合型
ＬＥＤの場合、単一のｐ−ｎ接合部はＧａＡｓ基板上に
ｐ−型層を形成し、その後にｎ−型層を形成することに
よって形成される。ｎ−型領域とＰ−型領域の双方でア
ルミニウムをガリウムと置換することは公知であり、そ
の際、ｎ−型領域はＰ−型領域よりも多くのアルミニウ
ムを含有し、従ってバンドギャップも広い。それによっ
てｎ−型領域からｐ−型領域へと注入された電子は、こ
れとは逆の方向に注入された正孔よりも低いポテンシャ
ル障壁を有するという効果が得られる。このように本質
的に電子だけが接合部を横切って注入され、ｐ−型層が
発光性の再結合が行われる活性層である。
底部側のＧａＡｓ基板及び頭部の金属電極接点が活性砒
化ガリウムアルミニウム（ＡＩＧａＡｓ）のｐ−型領域
により発光される光線を吸収するので、利用できる光線
の割合を高めるため、前記の光吸収性妨害物と活性領域
との間に、ウィンドウ（ｗｉｎｄｏｗ） ４設けること
が望ましい、ｎ−型層はウィンドウを設けるための厚さ
に選択される。
化ガリウムアルミニウム（ＡＩＧａＡｓ）のｐ−型領域
により発光される光線を吸収するので、利用できる光線
の割合を高めるため、前記の光吸収性妨害物と活性領域
との間に、ウィンドウ（ｗｉｎｄｏｗ） ４設けること
が望ましい、ｎ−型層はウィンドウを設けるための厚さ
に選択される。
ダブルヘテロ接合型ＬＥＤとして知られる素子は単一へ
テロ接合型ＬＥＤの効率を高めるものである。ｐ−活性
層と基板との間にバンドギャップがより高い材料の付加
的なｐ−型層を挿入することによって、２つのｐ−型層
の間で第２の接合が形成される。バンドギャップが特別
に高いＰ−型層は注入された電子を閉じ込め、それらの
電子がｐ−活性層内に深く拡散することを防止し、それ
によって前記電子が正孔と迅速に再結合してより有効な
発光を生じることを補助する。さらなるＰ−型層が更に
Ｐ−活性層から出た光線用のさらなるウィンドウをも提
供する。
テロ接合型ＬＥＤの効率を高めるものである。ｐ−活性
層と基板との間にバンドギャップがより高い材料の付加
的なｐ−型層を挿入することによって、２つのｐ−型層
の間で第２の接合が形成される。バンドギャップが特別
に高いＰ−型層は注入された電子を閉じ込め、それらの
電子がｐ−活性層内に深く拡散することを防止し、それ
によって前記電子が正孔と迅速に再結合してより有効な
発光を生じることを補助する。さらなるＰ−型層が更に
Ｐ−活性層から出た光線用のさらなるウィンドウをも提
供する。
前述の従来の素子においては、ＬＥＤはｐ−型の基板を
有しているので、形成される最後のすなわち頭部の層は
ｎ−型層である。それは次の２つの理由から不利である
。活性層からの光線の大部分は頭部のｎ−型層から漏れ
出るので、表面のわずかな部分だけを覆う小さいオーミ
ック接点を使用して光の遮断量を減らす。小さい接点は
表面にしっかりと結合する必要があり、ｎ−型層への十
分にしっかりとした接点は例えば金−ゲルマニウム合金
製の接点のように複雑さが増す、更に、低転位型のｐ−
型ＧａＡｓ基板はそれらの対応するｎ−型基板のように
は容易に入手できない。従って前述の困難さを緩和する
ダブルヘテロ接合型ＬＥＤ構造を提供することが望まれ
る。
有しているので、形成される最後のすなわち頭部の層は
ｎ−型層である。それは次の２つの理由から不利である
。活性層からの光線の大部分は頭部のｎ−型層から漏れ
出るので、表面のわずかな部分だけを覆う小さいオーミ
ック接点を使用して光の遮断量を減らす。小さい接点は
表面にしっかりと結合する必要があり、ｎ−型層への十
分にしっかりとした接点は例えば金−ゲルマニウム合金
製の接点のように複雑さが増す、更に、低転位型のｐ−
型ＧａＡｓ基板はそれらの対応するｎ−型基板のように
は容易に入手できない。従って前述の困難さを緩和する
ダブルヘテロ接合型ＬＥＤ構造を提供することが望まれ
る。
［発明の目的］
従って、本発明の目的は、ｎ−型基板から出発した頂部
ｐ−型のダブルヘテロ構造ＬＥＤを実現して、上記の問
題点を解消することである。
ｐ−型のダブルヘテロ構造ＬＥＤを実現して、上記の問
題点を解消することである。
［発明の概要］
本発明は半導体発光へテロ構造素子に関するものである
。この素子はｎ−型ＧａＡｓ基板と、基板に隣接した第
１ｎ−型ＡｌＧａＡｓ層から成っている。この素子は更
に第１層に隣接した第２２−型発光ＡｌＧａＡｓ層及び
アルミニウム接点と結合するのに適した第３２−型Ａｌ
ＧａＡｓ層がら成っている。第２層は第１層及び第３層
とはアルミニウム含有率が異なるので、３つの層が二重
へテロ構造を形成する。
。この素子はｎ−型ＧａＡｓ基板と、基板に隣接した第
１ｎ−型ＡｌＧａＡｓ層から成っている。この素子は更
に第１層に隣接した第２２−型発光ＡｌＧａＡｓ層及び
アルミニウム接点と結合するのに適した第３２−型Ａｌ
ＧａＡｓ層がら成っている。第２層は第１層及び第３層
とはアルミニウム含有率が異なるので、３つの層が二重
へテロ構造を形成する。
ｎ−型のＧａＡｓ基板を使用することによって低転位ｐ
−型ＧａＡｓ基板を使用する必要がない。
−型ＧａＡｓ基板を使用する必要がない。
頭部層はｐ−型ＡｌＧａＡｓ１ｉになるので、頭部層は
アルミニウム接点と結合するのに適している。
アルミニウム接点と結合するのに適している。
それによって複雑で使用しにくい金合金型の接点を使用
する必要がなくなる。
する必要がなくなる。
本発明の補足的な効果、特徴及び利点は、添付図面に沿
った実施例の詳細な説明からさらに明らかにされよう。
った実施例の詳細な説明からさらに明らかにされよう。
［発明の詳細な説明］
ＡｌＧａＡｓのＬＥＤには２種類のものが公知である。
一つの種類はｐ−活性層から発生される光線を吸収する
ＧａＡｓ基板を使用している。もう一つの種類は透明基
板ＬＥＤとして知られ、これはＧａＡｓウェーハ上に厚
いＡｌＧａＡｓ基板と別の層を生成してからＧａＡｓウ
ェーハを除去するものである。透明基板ＬＥＤは透明基
板を有しているので、一般に不透明なＧａＡｓ基板を有
するＬＥＤの２倍ないし３倍の発光効率がある。
ＧａＡｓ基板を使用している。もう一つの種類は透明基
板ＬＥＤとして知られ、これはＧａＡｓウェーハ上に厚
いＡｌＧａＡｓ基板と別の層を生成してからＧａＡｓウ
ェーハを除去するものである。透明基板ＬＥＤは透明基
板を有しているので、一般に不透明なＧａＡｓ基板を有
するＬＥＤの２倍ないし３倍の発光効率がある。
しかし、透明基板ＬＥＤは厚いＡｌＧａＡｓ基板層の生
成と、ＧａＡｓウェーハの除去が必要でありいずれも困
難でコスト高なので、透明基板ＬＥＤは不透明の基板の
相当ＬＥＤよりも大幅に高価である。
成と、ＧａＡｓウェーハの除去が必要でありいずれも困
難でコスト高なので、透明基板ＬＥＤは不透明の基板の
相当ＬＥＤよりも大幅に高価である。
第２Ａ図及び第２Ｂ図は不透明な基板を有するヘテロ接
合型ＬＥＤの各種の従来の構成を示している。第２Ａ図
はＰ−型ＧａＡｓ基板上にＡｌＧａＡｓのｐ−活性層を
生成し、かつｐ−型ＡｌＧａＡｓ１ｉｉ上にＡｌＧａＡ
ｓのｎ−型層を生成することによって形成された従来型
の単一へテロ接合型赤色ＬＥＤの構造を示している。
合型ＬＥＤの各種の従来の構成を示している。第２Ａ図
はＰ−型ＧａＡｓ基板上にＡｌＧａＡｓのｐ−活性層を
生成し、かつｐ−型ＡｌＧａＡｓ１ｉｉ上にＡｌＧａＡ
ｓのｎ−型層を生成することによって形成された従来型
の単一へテロ接合型赤色ＬＥＤの構造を示している。
第２Ｂ図は第２Ａ図の単一へテロ接合型ＬＥＤよりも効
率がよい従来型のダブルヘテロ接合型ＬＥＤを図示して
いる。この例では基板とｐ−活性層との間に追加のｐ−
型層が挿入されている。追加ｐ−型層は注入された電子
を閉じ込めて、電子が正孔と再結合し、Ｐ−活性層内に
深く拡散せずにより効率よく発光することを補助する。
率がよい従来型のダブルヘテロ接合型ＬＥＤを図示して
いる。この例では基板とｐ−活性層との間に追加のｐ−
型層が挿入されている。追加ｐ−型層は注入された電子
を閉じ込めて、電子が正孔と再結合し、Ｐ−活性層内に
深く拡散せずにより効率よく発光することを補助する。
追加のｐ−型層は更にｐ−活性層から出る光線用のさら
なるウィンドウ（ｗｉｎｄｏｗ）を提供する。
なるウィンドウ（ｗｉｎｄｏｗ）を提供する。
第２Ａ図及び第２Ｂ図のＬＥＤはいずれも吸収性基板型
であり、ｐ−ｎ接合部から発生された光線は、それが基
板に当ると消滅する。
であり、ｐ−ｎ接合部から発生された光線は、それが基
板に当ると消滅する。
第２Ｃ図は透明基板型のダブルヘテロ接合型ＬＥＤを示
しており、従ってこれは第２Ｂ図に示すＬＥＤよりも効
率がよい。１９８３年１２月１日刊行のＡｐｐｌｉｅｄ
Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ、 Ｖｏｌ、４３．
Ｎｏ、１１． Ｐ、Ｐ。
しており、従ってこれは第２Ｂ図に示すＬＥＤよりも効
率がよい。１９８３年１２月１日刊行のＡｐｐｌｉｅｄ
Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ、 Ｖｏｌ、４３．
Ｎｏ、１１． Ｐ、Ｐ。
１０３４〜１０３６にＩｓｈｉｇｕｒｏ他により開示さ
れているこの種類のＬＥＤは製造するのが一層困難であ
りコストがかかる。その理由は、製造工程にはその後半
で除去される吸収性基板上に種々の透明層を生成する工
程が含まれるからである。そして、その後透明層の１つ
が代用基板として機能するので十分な厚さに生成されな
ければならず、これはコストと時間を要する工程である
。Ｉｓｈｉｇｕｒｏ他は８％と高い効率のＡｌＧａＡｓ
赤色ＬＥＤを報告している。
れているこの種類のＬＥＤは製造するのが一層困難であ
りコストがかかる。その理由は、製造工程にはその後半
で除去される吸収性基板上に種々の透明層を生成する工
程が含まれるからである。そして、その後透明層の１つ
が代用基板として機能するので十分な厚さに生成されな
ければならず、これはコストと時間を要する工程である
。Ｉｓｈｉｇｕｒｏ他は８％と高い効率のＡｌＧａＡｓ
赤色ＬＥＤを報告している。
第２Ａ図ないし第２Ｃ図のいずれの場合も１素子はｎ−
側が上位の構造を有しているので２つの共通の欠点を備
えている。その１つは複雑なオーミック接点を必要とす
ることである。光線の大部分が上側から出るので、表面
のわずかな部分だけを覆う小さいオーミック接点を使用
して光線の遮断を最小限にする必要がある。小さい接点
は表面にしっかりと結合する必要があり、ｎ−型層への
十分にしっかりとした接点は例えば金−ゲルマニウム合
金製の接点のように複雑さが増す。もう一つの欠点はｎ
−側が上位の構造は開始材料としてＰ−型基板を必要と
し、低転位型のｐ−型ＧａＡＳ基板はｎ−型の相当基板
のようには容易に入手できないことである。
側が上位の構造を有しているので２つの共通の欠点を備
えている。その１つは複雑なオーミック接点を必要とす
ることである。光線の大部分が上側から出るので、表面
のわずかな部分だけを覆う小さいオーミック接点を使用
して光線の遮断を最小限にする必要がある。小さい接点
は表面にしっかりと結合する必要があり、ｎ−型層への
十分にしっかりとした接点は例えば金−ゲルマニウム合
金製の接点のように複雑さが増す。もう一つの欠点はｎ
−側が上位の構造は開始材料としてＰ−型基板を必要と
し、低転位型のｐ−型ＧａＡＳ基板はｎ−型の相当基板
のようには容易に入手できないことである。
第１図は本発明に基づく吸収性基板のダブルヘテロ接合
型赤色ＬＥＤの概略断面図である。好適には厚さ２００
ミクロンのｎ−型、単一結晶砒化ガリウム（ＧａＡｓ）
のウェーハ１００が基板として機能する。
型赤色ＬＥＤの概略断面図である。好適には厚さ２００
ミクロンのｎ−型、単一結晶砒化ガリウム（ＧａＡｓ）
のウェーハ１００が基板として機能する。
好適には２ないし１０ミクロンの範囲の厚さのｎ−型砒
化アルミニウム・ガリウム（Ａ Ｉ Ｇ ａ Ａ ｓ
）の第１層が液相エピタキシャル（ＬＰＥ）成長のよう
な従来の技術によってｎ−型基板１００上に形成される
。
化アルミニウム・ガリウム（Ａ Ｉ Ｇ ａ Ａ ｓ
）の第１層が液相エピタキシャル（ＬＰＥ）成長のよう
な従来の技術によってｎ−型基板１００上に形成される
。
好適には２ないし１０ミクロンの厚さを有するｎ−型Ａ
ｌＧａＡｓの第２層１２０がＬＰＥ成長のような従来の
技術によって第１ｎ−型ＡｌＧａＡｓ層１１０上に形成
される。
ｌＧａＡｓの第２層１２０がＬＰＥ成長のような従来の
技術によって第１ｎ−型ＡｌＧａＡｓ層１１０上に形成
される。
２つのｎ−層１１０及び１２０はいずれもＡ１．Ｇａ工
Ａｓの組成を有し、Ｘは０．６０ないし０．９０である
ことが好適である。２つのｎ−型層の不純物は異なる複
数の点を考慮して最適化される。ｎ−不純物としてはす
ず又はテルリウムを使用することが望ましい。第１ｎ−
型層１１０の不純物濃度は１立方センチあたりｌＯ１？
のなかばからｌ０Ｉｌ′のなかばまでの原子数であるこ
とが好適である。それによって基板Ｎ１００と第２ｎ−
型層１２０によって形成される基板界面における高抵抗
の層が防止される。
Ａｓの組成を有し、Ｘは０．６０ないし０．９０である
ことが好適である。２つのｎ−型層の不純物は異なる複
数の点を考慮して最適化される。ｎ−不純物としてはす
ず又はテルリウムを使用することが望ましい。第１ｎ−
型層１１０の不純物濃度は１立方センチあたりｌＯ１？
のなかばからｌ０Ｉｌ′のなかばまでの原子数であるこ
とが好適である。それによって基板Ｎ１００と第２ｎ−
型層１２０によって形成される基板界面における高抵抗
の層が防止される。
第２ｎ−型層の不純物濃度はそれよりも低く、好適には
不純物濃度は立方センナあたり１０１６のなかばから１
０”のなかばまでの原子数であり、以下に述べるように
ｐ−ｎヘテロ□接合部での発光出力効率の点で最適化さ
れたものである。好適な実施例では第１及び第２ｎ−型
層は前述の理由によって分離しているものの、単一層と
しても形成できることが理解されよう。このような変更
は本発明の技術範囲に含まれる。
不純物濃度は立方センナあたり１０１６のなかばから１
０”のなかばまでの原子数であり、以下に述べるように
ｐ−ｎヘテロ□接合部での発光出力効率の点で最適化さ
れたものである。好適な実施例では第１及び第２ｎ−型
層は前述の理由によって分離しているものの、単一層と
しても形成できることが理解されよう。このような変更
は本発明の技術範囲に含まれる。
第３の薄いＡｌＧａＡｓのｐ−活性層１３０はこれもＬ
ＰＥ成長方式によって第２ｎ−型ＡｌＧａＡｓ層の上に
形成される。これが光線が発生される層である。ｐ−活
性層は好適には厚さが０．０５ないし５ミクロンの範囲
であり、組成はＡ１．ＧａＩ□Ａｓであり、Ｘは０．３
５ないし０．４５の範囲であることが好適である。従っ
て、第１へテロ接合部１２５は第２ｎ−型Ａ Ｉ Ｇ
ａ Ａ ｓ層１２０と第３ｐ−活性層１３０とによって
形成される。
ＰＥ成長方式によって第２ｎ−型ＡｌＧａＡｓ層の上に
形成される。これが光線が発生される層である。ｐ−活
性層は好適には厚さが０．０５ないし５ミクロンの範囲
であり、組成はＡ１．ＧａＩ□Ａｓであり、Ｘは０．３
５ないし０．４５の範囲であることが好適である。従っ
て、第１へテロ接合部１２５は第２ｎ−型Ａ Ｉ Ｇ
ａ Ａ ｓ層１２０と第３ｐ−活性層１３０とによって
形成される。
好適には２ないし２０ミクロンの範囲の厚さを有する第
４ｐ−型ＡｌＧａＡｓ層１４０はＬＰＥ成長方式のよう
な従来の技術によって第３２−活性層１２０の上に形成
される。第４層１４０の成分はＡＩＸＧ ａ １−ＸＡ
Ｓで、Ｘは０．６０ないし０．９０の範囲であること
が好適である。それによって電子の良好な密封性と信頼
性の高い性能が保証される。このように第２へテロ接合
部１３５は第３２−活性層１３０と第４ｐ−型ＡｌＧａ
Ａｓ層１４０によって形成される。好適には１０ないし
３０ミクロンの範囲の厚さを有する第５ｐ−型ＡＩＧａ
ＡｓＪ！！１５０はＬＰＥ成長方式のような従来の技術
によって第４ｐ−型ＡｌＧａＡｓ層１４０の上に形成さ
れる。第５層１５０の成分はＡｌｘＧａ＋−ｘＡｓであ
り、Ｘは０．４０ないし０．９０の範囲であることが好
適である。この層は第４層１４０よりもＡＩ酸成分低く
生成される。このことが望ましい理由は冷却（ｃｏｏｌ
ｄｏｗｎ） Ｌ Ｐ Ｅエピタキシャル成長工程を
利用すればＡＩストック（ｓ Ｌｏｃｋ）が浪費される
ことなくより厚い層を生成できるからである。より厚い
層によって構造の信転性が保証され、かつ更に重要な点
は光出力用により大きなウィンドウを備えることができ
ることである。
４ｐ−型ＡｌＧａＡｓ層１４０はＬＰＥ成長方式のよう
な従来の技術によって第３２−活性層１２０の上に形成
される。第４層１４０の成分はＡＩＸＧ ａ １−ＸＡ
Ｓで、Ｘは０．６０ないし０．９０の範囲であること
が好適である。それによって電子の良好な密封性と信頼
性の高い性能が保証される。このように第２へテロ接合
部１３５は第３２−活性層１３０と第４ｐ−型ＡｌＧａ
Ａｓ層１４０によって形成される。好適には１０ないし
３０ミクロンの範囲の厚さを有する第５ｐ−型ＡＩＧａ
ＡｓＪ！！１５０はＬＰＥ成長方式のような従来の技術
によって第４ｐ−型ＡｌＧａＡｓ層１４０の上に形成さ
れる。第５層１５０の成分はＡｌｘＧａ＋−ｘＡｓであ
り、Ｘは０．４０ないし０．９０の範囲であることが好
適である。この層は第４層１４０よりもＡＩ酸成分低く
生成される。このことが望ましい理由は冷却（ｃｏｏｌ
ｄｏｗｎ） Ｌ Ｐ Ｅエピタキシャル成長工程を
利用すればＡＩストック（ｓ Ｌｏｃｋ）が浪費される
ことなくより厚い層を生成できるからである。より厚い
層によって構造の信転性が保証され、かつ更に重要な点
は光出力用により大きなウィンドウを備えることができ
ることである。
３つのｐ−型層１３０．１４０及び１５０は同一の不純
物濃度を有し、好適には１立方センチ当り１０′７ない
し１０”原子の範囲である。ｐ−不純物としては亜鉛又
はマグネシウムを使用することが望ましい。
物濃度を有し、好適には１立方センチ当り１０′７ない
し１０”原子の範囲である。ｐ−不純物としては亜鉛又
はマグネシウムを使用することが望ましい。
好適にはＧａＡｓの前駆接触層（Ｐｒｅ−ｃｏｎｔａｃ
ｔｌａｙｅｒ） １６０は第５ｐ−型ＡｌＧａＡｓ層１
５０の接点領域１５３上に形成される。この層は任意選
択的であり、使用される接点の種類に応じて、それがな
いと不完全となりうる接点と素子の結合性を高める。使
用される接点の種類が第５層１５０と許容できる接触を
行ない得るものである場合は、この前駆接触層１６０は
省くことができる。一般にＡｌＧａＡｓ層中のＡ１密度
が高いほど、層の上にオーミック接触を行なうことが困
難であり、界面としてＧａＡｓ前駆接触層を利用する方
が簡単である。この前駆接触層１６０は低インピーダン
スの界面を提供するため１立方センチ当り１０”原子の
不純物濃度であることが好適である。
ｔｌａｙｅｒ） １６０は第５ｐ−型ＡｌＧａＡｓ層１
５０の接点領域１５３上に形成される。この層は任意選
択的であり、使用される接点の種類に応じて、それがな
いと不完全となりうる接点と素子の結合性を高める。使
用される接点の種類が第５層１５０と許容できる接触を
行ない得るものである場合は、この前駆接触層１６０は
省くことができる。一般にＡｌＧａＡｓ層中のＡ１密度
が高いほど、層の上にオーミック接触を行なうことが困
難であり、界面としてＧａＡｓ前駆接触層を利用する方
が簡単である。この前駆接触層１６０は低インピーダン
スの界面を提供するため１立方センチ当り１０”原子の
不純物濃度であることが好適である。
次に蒸着のような従来の技術によって接触領域１５３内
の前駆接触層１６０の上に接点１７０が形成される。好
適な実施例では、接点１７０はアルミニウム製である。
の前駆接触層１６０の上に接点１７０が形成される。好
適な実施例では、接点１７０はアルミニウム製である。
次に別の接点層１８０が蒸着のような従来の方法によっ
てｎ−型ＧａＡｓ基板１００の残りの表面の上に形成さ
れる。接点層１８０は好適には金−ゲルマニウム合金製
である。
てｎ−型ＧａＡｓ基板１００の残りの表面の上に形成さ
れる。接点層１８０は好適には金−ゲルマニウム合金製
である。
ブルペテロ接合型赤色ＡｌＧａＡｓ構造をｐ−側が上位
の構成で製造できることである。ｐ−側が上部にある構
成によって、アルミニウムがｐ−型ＡｌＧａＡｓ又はＧ
ａＡｓに容゛易に結合されるのでオーミック接点が簡単
なもので済む。他方、アルミニウムは従来のｎ−側が上
部にある素子では使用できない。更に、容易に入手でき
る低転位型ｎ−型ＧａＡｓ基板を使用することができる
。ｎ−型であったとしても基板へのオーミック接点は頭
部層への接点よりもずっと需要が少ない、それはその接
点がより大きい領域を覆い、通常は導電性のエポキシに
よってＬＥＤの容器上に取りつけられるからである。
の構成で製造できることである。ｐ−側が上部にある構
成によって、アルミニウムがｐ−型ＡｌＧａＡｓ又はＧ
ａＡｓに容゛易に結合されるのでオーミック接点が簡単
なもので済む。他方、アルミニウムは従来のｎ−側が上
部にある素子では使用できない。更に、容易に入手でき
る低転位型ｎ−型ＧａＡｓ基板を使用することができる
。ｎ−型であったとしても基板へのオーミック接点は頭
部層への接点よりもずっと需要が少ない、それはその接
点がより大きい領域を覆い、通常は導電性のエポキシに
よってＬＥＤの容器上に取りつけられるからである。
［発明の効果］
以上詳述したように、本発明の実施により下記のような
効果を生ずる。
効果を生ずる。
１）低転位のｎ−型基板が使用できること。
２）オーミック接触の形成が容易なＰ−型頂部層が使用
できること。
できること。
３）外部量子効率が高い（７％のオーダ）ＬＥＤが得ら
れること。
れること。
４）製造工程に困難性を伴わないこと。
従って、実用に供して有益である。
第１図は本発明の一実施例の吸収基板を用いた半導体発
光装置（ダブルヘテロ接合型赤色ＬＥＤ）の概略断面図
、第２Ａ図乃至第２Ｃ図は、それぞれ従来技術による単
一へテロ接合赤色ＬＥＤ、ダブルヘテロ接合型赤色ＬＥ
Ｄ、透明基板ダブルヘテロ接合赤色ＬＥＤの概略断面図
である。 １００：ｎ−型ＧａＡｓ基板 １１０、１２０ ： ｎ−型Ａ １ 、Ｇ ａ 、、Ａ
ｓ層１２５、 ｉａｓ：ヘテロ接合部 １３０：ｐ−型Ａ Ｉ 、Ｇ ａ 、−、Ａ ｓ活性層
１４０、１５０ ： ｐ−型Ａ １ 、Ｇ ａ Ｉ−、
Ａ ｓ層：接触領域 １６０ ： Ｐ−型ＧａＡｓ前駆接触層 ：接点 ：接点層
光装置（ダブルヘテロ接合型赤色ＬＥＤ）の概略断面図
、第２Ａ図乃至第２Ｃ図は、それぞれ従来技術による単
一へテロ接合赤色ＬＥＤ、ダブルヘテロ接合型赤色ＬＥ
Ｄ、透明基板ダブルヘテロ接合赤色ＬＥＤの概略断面図
である。 １００：ｎ−型ＧａＡｓ基板 １１０、１２０ ： ｎ−型Ａ １ 、Ｇ ａ 、、Ａ
ｓ層１２５、 ｉａｓ：ヘテロ接合部 １３０：ｐ−型Ａ Ｉ 、Ｇ ａ 、−、Ａ ｓ活性層
１４０、１５０ ： ｐ−型Ａ １ 、Ｇ ａ Ｉ−、
Ａ ｓ層：接触領域 １６０ ： Ｐ−型ＧａＡｓ前駆接触層 ：接点 ：接点層
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、つぎの（イ）〜（ニ）を有する半導体発光装置。 （ィ）ｎ型ＧａＡｓ基板。 （ロ）前記基板に隣接するｎ型ＡｌＧａＡｓの第１の層
。 （ハ）前記第１の層に隣接するｐ型発光ＡｌＧａＡｓの
第２の層。 （ニ）アルミニウム接点のボンディングに適したｐ型Ａ
ｌＧａＡｓの第３の層。 前記第２の層は前記第１、第２の層におけ るとは異なるアルミニウム含有率を有し、前記第１、第
２、第３の層はダブルヘテロ構造をなしている。 ２、前記第１の層がつぎの（イ）〜（ロ）を有する請求
項１記載の半導体発光装置。 （イ）前記基板に隣接しエピタキシャル成長した第４の
層、該第４の層は前記基板と の接続抵抗を低減するように成長時に不 純物導入される。 （ロ）そのｐ−ｎ接合における光出力効率を最適化する
ため、前記第４の層より低濃 度で不純物導入される第５の層。 ３、前記第１の層がＧａ＿１＿−＿ｘＡｌ＿ｘＡｓであ
る請求項１記載の半導体発光装置。 ここに、ｘは０．６乃至０．９である。 ４、前記第３の層が、つぎの（イ）、（ロ）を有する請
求項１記載の半導体発光装置。 （イ）前記第２の層に隣接する第６の層、該第６の層は
前記半導体発光装置の光出力 効率を増強するため前記第２の層におけ るより高いバンドギャップを有する組成 である。 （ロ）前記第６の層に隣接する第７の層。 ５、前記第７の層が発光する前記第２の層におけるとは
実質的に異なるバンドギャップを有するようなアルミニ
ューム含有率をもつ請求項４記載の半導体発光装置。 従って、前記第７の層は少なくとも前記第 ２の層で発光される光のある波長で透明となる。 ６、前記第７の層が前記第６の層よりも厚い請求項４記
載の半導体発光装置。 従って、前記第７の層に接続された接点に よる遮光度合が小さくなる。 ７、前記第６の層がＧａ＿１＿−＿ｘＡｌ＿ｘＡｓであ
る請求項４記載の半導体発光装置。 ここにｘは０．６乃至０．９である。 ８、前記第７の層がＧａ＿１＿−＿ｘＡｌ＿ｘＡｓであ
る請求項４記載の半導体発光装置。 ここにｘは０．４０乃至０．９０である。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/214,997 US4864369A (en) | 1988-07-05 | 1988-07-05 | P-side up double heterojunction AlGaAs light-emitting diode |
| US214,997 | 1988-07-05 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02224282A true JPH02224282A (ja) | 1990-09-06 |
Family
ID=22801226
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1173871A Pending JPH02224282A (ja) | 1988-07-05 | 1989-07-05 | 半導体発光装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4864369A (ja) |
| EP (2) | EP0576105B1 (ja) |
| JP (1) | JPH02224282A (ja) |
| DE (2) | DE68921805T2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001308376A (ja) * | 2000-04-24 | 2001-11-02 | Showa Denko Kk | 半導体発光素子用エピタキシャルウェハ |
Families Citing this family (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2212658B (en) * | 1987-11-13 | 1992-02-12 | Plessey Co Plc | Solid state light source |
| DE69014188T2 (de) * | 1989-09-29 | 1995-05-18 | Shinetsu Handotai Kk | Vorrichtung zur Lichtemission bei mehreren Wellenlängen. |
| US5008718A (en) * | 1989-12-18 | 1991-04-16 | Fletcher Robert M | Light-emitting diode with an electrically conductive window |
| DE4031290C2 (de) * | 1990-10-04 | 1994-09-08 | Telefunken Microelectron | Halbleiteranordnung, insbesondere Infrarotdiode und Verfahren zum Herstellen |
| JPH04258182A (ja) * | 1991-02-12 | 1992-09-14 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体発光装置 |
| SE468410B (sv) * | 1991-05-08 | 1993-01-11 | Asea Brown Boveri | Ytlysande lysdiod |
| US5164329A (en) * | 1991-09-30 | 1992-11-17 | Motorola, Inc. | Fabricating a low leakage current LED |
| US5233204A (en) * | 1992-01-10 | 1993-08-03 | Hewlett-Packard Company | Light-emitting diode with a thick transparent layer |
| US5376580A (en) * | 1993-03-19 | 1994-12-27 | Hewlett-Packard Company | Wafer bonding of light emitting diode layers |
| US5442202A (en) * | 1993-10-29 | 1995-08-15 | Mitsubishi Cable Industries, Ltd. | Semiconductor light emitting element |
| US6784463B2 (en) | 1997-06-03 | 2004-08-31 | Lumileds Lighting U.S., Llc | III-Phospide and III-Arsenide flip chip light-emitting devices |
| EP1014455B1 (en) | 1997-07-25 | 2006-07-12 | Nichia Corporation | Nitride semiconductor device |
| SG85604A1 (en) * | 1998-11-06 | 2002-01-15 | Inst Materials Research & Eng | Method of selective post-growth tuning of an optical bandgap of a semi-conductor heterostructure and products produced thereof |
| JP3770014B2 (ja) | 1999-02-09 | 2006-04-26 | 日亜化学工業株式会社 | 窒化物半導体素子 |
| WO2000052796A1 (en) | 1999-03-04 | 2000-09-08 | Nichia Corporation | Nitride semiconductor laser element |
| US6335547B1 (en) * | 1999-04-27 | 2002-01-01 | Showa Denko K.K. | Epitaxial wafer for infrared light-emitting device and light-emitting device using the same |
| DE19962037A1 (de) * | 1999-12-22 | 2001-07-12 | Vishay Semiconductor Gmbh | Leuchtdiode in p-oben-Konfiguration |
| DE10039945B4 (de) * | 2000-08-16 | 2006-07-13 | Vishay Semiconductor Gmbh | Verfahren zum Herstellen einer lichtemittierenden Halbleiteranordnung aus GaAIAs mit Doppelheterostruktur und entsprechende Halbleiteranordnung |
| DE10103228A1 (de) * | 2001-01-25 | 2002-08-22 | Vishay Semiconductor Gmbh | Verfahren zum Herstellen einer Halbleiteranordnung für ein lichtemittierendes Halbleiterbauelement |
| US20040227141A1 (en) * | 2003-01-30 | 2004-11-18 | Epistar Corporation | Light emitting device having a high resistivity cushion layer |
| US6903381B2 (en) * | 2003-04-24 | 2005-06-07 | Opto Tech Corporation | Light-emitting diode with cavity containing a filler |
| TWI362769B (en) | 2008-05-09 | 2012-04-21 | Univ Nat Chiao Tung | Light emitting device and fabrication method therefor |
| EP4100999B1 (en) | 2020-02-07 | 2025-07-30 | Signify Holding B.V. | Led-based device |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5263089A (en) * | 1975-11-19 | 1977-05-25 | Mitsubishi Electric Corp | Semiconductor light emitting device |
| JPS5347284A (en) * | 1976-10-12 | 1978-04-27 | Sanken Electric Co Ltd | Gap light emitting diode |
| JPS5956780A (ja) * | 1983-08-31 | 1984-04-02 | Hitachi Ltd | 発光ダイオ−ド |
| JPS60193329A (ja) * | 1984-03-15 | 1985-10-01 | Toshiba Corp | 半導体素子の製造方法 |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3733561A (en) * | 1971-07-27 | 1973-05-15 | Bell Telephone Labor Inc | High power, fundamental transverse mode operation in double heterostructure lasers |
| BE791928A (fr) * | 1971-12-01 | 1973-03-16 | Western Electric Co | Corps de semi-conducteur |
| FR2406896A1 (fr) * | 1977-10-18 | 1979-05-18 | Thomson Csf | Diode emettrice et receptrice en lumiere notamment pour telecommunications optiques |
| JPS5629382A (en) * | 1979-08-20 | 1981-03-24 | Oki Electric Ind Co Ltd | Light emitting device of double hetero structure and manufacture thereof |
| FR2538171B1 (fr) * | 1982-12-21 | 1986-02-28 | Thomson Csf | Diode electroluminescente a emission de surface |
| CA1267716C (en) * | 1984-02-23 | 1990-04-10 | Edge-emitting light emitting diode | |
| JPS60253283A (ja) * | 1984-05-29 | 1985-12-13 | Toshiba Corp | 半導体発光素子 |
| US4719497A (en) * | 1984-06-15 | 1988-01-12 | Hewlett-Packard Company | High efficiency light-emitting diode |
| US4615032A (en) * | 1984-07-13 | 1986-09-30 | At&T Bell Laboratories | Self-aligned rib-waveguide high power laser |
| JPH0736449B2 (ja) * | 1984-11-02 | 1995-04-19 | ゼロツクス コーポレーシヨン | 発光ダイオード印刷アレイの製造法 |
| JPS6288389A (ja) * | 1985-10-15 | 1987-04-22 | Toshiba Corp | 半導体発光素子 |
| JPH0770755B2 (ja) * | 1988-01-21 | 1995-07-31 | 三菱化学株式会社 | 高輝度ｌｅｄ用エピタキシャル基板及びその製造方法 |
-
1988
- 1988-07-05 US US07/214,997 patent/US4864369A/en not_active Expired - Lifetime
-
1989
- 1989-07-03 DE DE68921805T patent/DE68921805T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1989-07-03 DE DE68927272T patent/DE68927272T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1989-07-03 EP EP93202633A patent/EP0576105B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-07-03 EP EP89306741A patent/EP0350242B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-07-05 JP JP1173871A patent/JPH02224282A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5263089A (en) * | 1975-11-19 | 1977-05-25 | Mitsubishi Electric Corp | Semiconductor light emitting device |
| JPS5347284A (en) * | 1976-10-12 | 1978-04-27 | Sanken Electric Co Ltd | Gap light emitting diode |
| JPS5956780A (ja) * | 1983-08-31 | 1984-04-02 | Hitachi Ltd | 発光ダイオ−ド |
| JPS60193329A (ja) * | 1984-03-15 | 1985-10-01 | Toshiba Corp | 半導体素子の製造方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001308376A (ja) * | 2000-04-24 | 2001-11-02 | Showa Denko Kk | 半導体発光素子用エピタキシャルウェハ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE68921805T2 (de) | 1995-07-13 |
| EP0576105A3 (en) | 1994-05-18 |
| DE68921805D1 (de) | 1995-04-27 |
| EP0576105B1 (en) | 1996-09-25 |
| EP0350242A2 (en) | 1990-01-10 |
| DE68927272T2 (de) | 1997-02-20 |
| EP0350242B1 (en) | 1995-03-22 |
| US4864369A (en) | 1989-09-05 |
| EP0350242A3 (en) | 1990-11-22 |
| DE68927272D1 (de) | 1996-10-31 |
| EP0576105A2 (en) | 1993-12-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH02224282A (ja) | 半導体発光装置 | |
| US5153889A (en) | Semiconductor light emitting device | |
| Craford | LEDs challenge the incandescents | |
| EP0434233B1 (en) | Light-emitting diode with an electrically conductive window layer | |
| JP3373561B2 (ja) | 発光ダイオード | |
| KR100329053B1 (ko) | 고발광효율을갖는반도체발광장치 | |
| US5565694A (en) | Light emitting diode with current blocking layer | |
| US20040043524A1 (en) | Method for fabricating light emitting diode with transparent substrate | |
| US4755485A (en) | Method of making light-emitting diodes | |
| US6794211B2 (en) | Light emitting diode and method of fabricating thereof | |
| JPS6055678A (ja) | 発光ダイオ−ド | |
| US5359209A (en) | Efficient light emitting diodes with modified window layers | |
| US4122486A (en) | Semiconductor light-emitting element | |
| JP3251603B2 (ja) | 半導体発光装置 | |
| JP4288030B2 (ja) | Ｉｉｉ族窒化物４元材料系を用いた半導体構造体 | |
| US6169298B1 (en) | Semiconductor light emitting device with conductive window layer | |
| JPH05218498A (ja) | 横方向に接合を有する発光ダイオード | |
| JPH07169992A (ja) | 半導体発光装置 | |
| JPH05267715A (ja) | 半導体発光装置 | |
| JP3057547B2 (ja) | 緑色発光ダイオード | |
| JP3141888B2 (ja) | 半導体発光素子 | |
| JPH0682862B2 (ja) | 発光ダイオード | |
| GB2137812A (en) | Semiconductor Device for Producing Electromagnetic Radiation | |
| JP2680762B2 (ja) | 半導体発光素子 | |
| JP3674410B2 (ja) | 化合物半導体発光素子及び発光ダイオードアレイ |