JPH0335567A - Semiconductor light emitting diode - Google Patents
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- JPH0335567A JPH0335567A JP1171376A JP17137689A JPH0335567A JP H0335567 A JPH0335567 A JP H0335567A JP 1171376 A JP1171376 A JP 1171376A JP 17137689 A JP17137689 A JP 17137689A JP H0335567 A JPH0335567 A JP H0335567A
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Abstract
Description
本発明は、インコヒーレントな光が外部に放射して得ら
れる半導体発光ダイオードに関する。The present invention relates to a semiconductor light emitting diode that is obtained by emitting incoherent light to the outside.
従来、第12図〜第15図を伴って次に述べる半導体発
光ダイオードが提案されCいる。
すなわち、例えば■型を有する半導体結晶基板1と、そ
の半導体結晶基板1上にそれと接して形成され且つ半導
体結晶基板1と同じn型を有する半導体結晶層2と、そ
の半導体結晶層2上にそれと接して形成され且つ半導体
結晶層2のエネルギバンドギャップ2g2に比し狭いエ
ネルギバンドギャップ(一般に1g3とする)と高い屈
折率とを有する半導体結晶層3ど、半導体結晶層3上に
それと接して形成され且つ半導体結晶層2のエネルギバ
ンドギャップ1g3に比し広いエネルギバンドギャップ
1g4と低い屈折率とを有するとともに、半導体結晶層
1とは逆のp型を有する半導体結晶層4と、半導体結晶
層4上にそれと接して形成され且つ半導体結晶層4と同
じp型を有する半導体結晶層5とを有する半導体積層体
10を有する。
この場合、半導体積層体10は、とくに第14図に示す
ように、半導体積層体10の長手方向く第13図におい
て、紙面と平行な方向、第15図において、紙面と垂直
方向〉と直交する面上の断面でみて、半導体結晶層2ま
たは半導体結晶基板1から立上っている(図においては
、半導体結晶層2から立上っている)メサ状の形状を有
し、また、そのメサの左右両側面上に、半導体結晶層2
または半導体結晶基板1側において、半導体結晶層2及
び3と半導体結晶層4の下半部とに接してそれぞれ形成
され且つp型を有するとともに例えばInPrなる半導
体結晶層6L及び6Rをそれぞれ有するとともに、それ
ら半導体結晶層6L及び6R上において、半導体結晶層
4の上半部と半導体結晶層5とに接してそれぞれ形成さ
れ且つn型を有するとともに例えばInPでなる半導体
結晶層7L及び7Rをそれぞれ有する。
また、半導体積層体10は、その長手方向の一端側にお
いて、半導体積層体10の厚さ方向に垂直に延長してい
る端面を、光放射端面11として有し、一方、その充放
18端面11上に、反射防止WA12が付されている。
さらに、半導体積層体10は、その長子方向の充放OJ
08面11側とは反対側の他端側において、半導体結
晶層5.4及び3の端面を、半導体積層体10の厚さ方
向の垂直面に対して斜めに延長している傾斜面14上に
在らしめている。
また、上述した半導体積層体10において、その半導体
結晶基板1が、(100)面でなる主面を有し、且つ例
えばInPでなる。
さらに、半導体結晶層2.3.4及び5が、そのような
半導体結晶基板1の主面上に、ともに液相エピタキシャ
ル成長法、気相エピタキシャル成長法、分子線ビームエ
ピタキシャル成長法などによって形成され、そして、半
導体結晶層2が、例えばInPでなる。
また、半導体結晶層3が、1つの半導体結晶層部3aの
みを有し、そして、その半導体結晶層部3aが、一般に
上述したエネルギバンドギャップ1g3を有しているが
、半導体結晶層2及び4のエネルギバンドギャップ2g
2及びEg4のいずれよりも狭いエネルギバンドギャッ
プE、3.と高い屈折率とを有し、例えばInGaAs
P系でなる。
さらに、半導体結晶層4が、例えばInPでなる。
また、半導体層5が、p型不純物を半導体結晶層4に比
し1負いa度で導入している例えばInGaAsP系で
なる。
さらに、上述した半導体積層体10の一方の主面10a
上、従って半導体結晶層5の上面上に、半導体積層体1
0の長手方向の光放射端面11側において、半導体結晶
層7[及び7R上にも延長している電極層15が、オー
ミックに付されて配されている。
また、上述した半導体積層体10の上述した主面10a
と対向している他方の主面10b上、従って半導体結晶
基板1の半導体結晶層2側とは反対側の面上に、他の電
極B16が、半導体積層体10の主面10a上の電極層
15と対向してオーミックに付されて配されている。こ
の場合、電極層16は、図示のように、主面10a上の
電極層15と対向していない領域上に延長していてもよ
い。
以上が、従来提案されている半導体発光ダイオードの構
成である。
このような構成を有する半導体発光ダイオードによれば
、電極層15及び16間に、電極層15側を正とする所
要の電源(図示せず)を接続すれば、その電源からの駆
動電流が、半導体積層体10の半導体結晶基板1、及び
半導体結晶層2.3.4及び5に、それらとは逆の順に
、電極層15及び16を通じて流れる。
しかしながら、電源からの駆!tlI電流は、電極層1
5が、半導体積層体10の半導体結晶層7L及び7R上
に延長していても、この場合の゛電源が、半導体結晶層
7L及び6L間、及び7R及び6a間のpn接合に対し
て逆バイアスをちえる極性を有しているので、それら半
導体結晶層7L及び6L、及び7R及び6Rに、半導体
結晶層3を側路して流れない。
従って、電源からの駆動電流が、半導体積層体10の半
導体結晶li!3に、狭窄して流れる。
また、このように、半導体積層体10の半導体結晶層3
に狭窄して流れる駆動電流は、主としで、電極層15及
び16が相対向している領1ii!3’ に流れる。
このため、主どして、半導体結晶層3の領域3′の各部
において、半導体結晶層3が有している半導体結晶層部
13を構成している1nGaASP系のエネルギバンド
ギャップ上93.に応じた波長ス3aを中心とする例え
ば1.45μm波長帯の帯域を有する光’3aが発生す
る。そして、それら光L3aの一部が、領hA3’を、
半導体結晶層2及び4によって閉じ込められて光放射端
面11側に伝播し、光’3aの他部が、半導体結晶1!
13の電極層15及び16が相対向していない領域3″
を、同様に、半導体結晶層2及び4によって閉じ込めら
れて傾斜面14側に伝播する。
そして、このように、半導体結晶層3の領域3′を充放
QJ端面11測に伝播する光’3aの一部は、その光放
射端面11上に反射防止膜12が形成されているので、
その充放fA端面11上で反射することなしに、反錦防
止膜12を通って外部に散剤する。
また、上述したように、半導体結晶層3の領域3″を、
傾斜面14側に伝播する光’3aの他部は、その伝播過
程で、領域3″において吸収されながら、傾斜面14に
到達し、そして、その傾斜面14において反射し、その
反射光は、半導体結晶層3のOiI域3″内にほとんど
再入射しない。
以上のことから、第12図〜第15図に示す従来の半導
体発光ダイオードによれば、半導体積層体10の半導体
結晶層3が有している半導体結晶層部3aを構成してい
るI nGaASP系のエネルギバンドギャップE
に対応した3a
波長λ3aを中心とする帯域を有する光L3aが、イン
コヒーレントな光りとして、光放射端面11から、反射
防止膜12を通じて、外部に放飼しC得られる。
また、この場合、半導体積層体10には、電源からの駆
動電流が、継続して流れ、従つConventionally, semiconductor light emitting diodes described below with reference to FIGS. 12 to 15 have been proposed. That is, for example, a semiconductor crystal substrate 1 having a ■ type, a semiconductor crystal layer 2 formed on the semiconductor crystal substrate 1 in contact with it and having the same n type as the semiconductor crystal substrate 1, and a semiconductor crystal layer 2 formed on the semiconductor crystal layer 2 in contact with it and having the same n type as the semiconductor crystal substrate 1. A semiconductor crystal layer 3 is formed on and in contact with the semiconductor crystal layer 3, such as a semiconductor crystal layer 3 which is formed in contact with the semiconductor crystal layer 3 and has a narrower energy band gap (generally 1g3) and a higher refractive index than the energy band gap 2g2 of the semiconductor crystal layer 2. and a semiconductor crystal layer 4 having a wider energy band gap 1g4 and a lower refractive index than the energy band gap 1g3 of the semiconductor crystal layer 2, and having a p-type opposite to that of the semiconductor crystal layer 1; It has a semiconductor stack 10 having a semiconductor crystal layer 5 formed above and in contact with it and having the same p-type as the semiconductor crystal layer 4. In this case, as particularly shown in FIG. 14, the semiconductor laminate 10 is arranged in the longitudinal direction of the semiconductor laminate 10 in a direction parallel to the plane of the paper in FIG. 13 and a direction perpendicular to the plane of the paper in FIG. When viewed in cross section on a plane, it has a mesa-like shape rising from the semiconductor crystal layer 2 or the semiconductor crystal substrate 1 (in the figure, it rises from the semiconductor crystal layer 2), and the mesa A semiconductor crystal layer 2 is placed on both left and right sides of the
Alternatively, on the semiconductor crystal substrate 1 side, semiconductor crystal layers 6L and 6R are formed in contact with the semiconductor crystal layers 2 and 3 and the lower half of the semiconductor crystal layer 4, respectively, and are p-type and made of, for example, InPr, and On the semiconductor crystal layers 6L and 6R, there are semiconductor crystal layers 7L and 7R, which are formed in contact with the upper half of the semiconductor crystal layer 4 and the semiconductor crystal layer 5, have n-type, and are made of, for example, InP, respectively. Further, the semiconductor stack 10 has an end face extending perpendicularly to the thickness direction of the semiconductor stack 10 on one end side in the longitudinal direction as a light emitting end face 11 , and on the other hand, the charging 18 end face 11 An anti-reflection WA12 is attached on top. Furthermore, the semiconductor stack 10 has a charging and discharging OJ in its longitudinal direction.
08 On the other end side opposite to the surface 11 side, the end surfaces of the semiconductor crystal layers 5.4 and 3 are placed on an inclined surface 14 extending obliquely to the vertical plane in the thickness direction of the semiconductor stack 10. It is made to exist. Further, in the semiconductor stacked body 10 described above, the semiconductor crystal substrate 1 has a main surface formed of a (100) plane and is made of, for example, InP. Further, semiconductor crystal layers 2.3.4 and 5 are formed on the main surface of such semiconductor crystal substrate 1 by a liquid phase epitaxial growth method, a vapor phase epitaxial growth method, a molecular beam epitaxial growth method, etc., and The semiconductor crystal layer 2 is made of, for example, InP. Further, although the semiconductor crystal layer 3 has only one semiconductor crystal layer portion 3a, and the semiconductor crystal layer portion 3a generally has the above-mentioned energy band gap 1g3, the semiconductor crystal layers 2 and 3 have only one semiconductor crystal layer portion 3a. energy bandgap 2g
2 and Eg4, and 3. and a high refractive index, such as InGaAs.
It consists of P system. Furthermore, the semiconductor crystal layer 4 is made of, for example, InP. Further, the semiconductor layer 5 is made of, for example, InGaAsP, into which p-type impurities are introduced at a degree of 1 − a compared to the semiconductor crystal layer 4 . Further, one main surface 10a of the semiconductor stack 10 described above
The semiconductor stack 1 is placed on the upper surface of the semiconductor crystal layer 5.
On the light emitting end surface 11 side in the longitudinal direction of 0, an electrode layer 15 extending also onto the semiconductor crystal layer 7 [and 7R is arranged in an ohmic manner. Moreover, the above-mentioned main surface 10a of the above-mentioned semiconductor stack 10
On the other main surface 10b facing the main surface 10b, that is, on the surface of the semiconductor crystal substrate 1 opposite to the semiconductor crystal layer 2 side, another electrode B16 is formed on the electrode layer on the main surface 10a of the semiconductor stack 10. 15 and is arranged in an ohmic manner. In this case, the electrode layer 16 may extend onto a region on the main surface 10a that does not face the electrode layer 15, as shown in the figure. The above is the structure of the conventionally proposed semiconductor light emitting diode. According to the semiconductor light emitting diode having such a configuration, if a required power source (not shown) with the electrode layer 15 side positive is connected between the electrode layers 15 and 16, the driving current from the power source is It flows into the semiconductor crystal substrate 1 and the semiconductor crystal layers 2, 3, 4 and 5 of the semiconductor stack 10 in the opposite order through the electrode layers 15 and 16. However, the drive from the power source! The tlI current flows through electrode layer 1
5 extends over the semiconductor crystal layers 7L and 7R of the semiconductor stack 10, the power supply in this case does not provide a reverse bias to the pn junction between the semiconductor crystal layers 7L and 6L and between 7R and 6a. Since the liquid has a polarity that is opposite to the semiconductor crystal layer 3, it does not flow to the semiconductor crystal layers 7L and 6L, and 7R and 6R, bypassing the semiconductor crystal layer 3. Therefore, the driving current from the power supply is applied to the semiconductor crystal li! of the semiconductor stack 10! 3, it narrows and flows. Moreover, in this way, the semiconductor crystal layer 3 of the semiconductor stack 10
The driving current flows constrictedly in the region 1ii!, where the electrode layers 15 and 16 face each other. Flows to 3'. Therefore, in each part of the region 3' of the semiconductor crystal layer 3, the energy band gap 93. A light '3a having a wavelength band of, for example, 1.45 μm centered on the wavelength S3a corresponding to the wavelength is generated. Then, a part of those lights L3a covers the area hA3',
It is confined by the semiconductor crystal layers 2 and 4 and propagates toward the light emitting end face 11, and the other part of the light '3a is transmitted to the semiconductor crystal 1!
Region 3″ where the electrode layers 15 and 16 of No. 13 are not facing each other
Similarly, it is confined by the semiconductor crystal layers 2 and 4 and propagates toward the inclined surface 14 side. In this way, a part of the light '3a propagating through the region 3' of the semiconductor crystal layer 3 toward the charging QJ end face 11 is transmitted by the anti-reflection film 12 formed on the light emitting end face 11.
The powder passes through the anti-brocade film 12 to the outside without being reflected on the charging/discharging fA end face 11. Furthermore, as described above, the region 3'' of the semiconductor crystal layer 3 is
The other part of the light '3a propagating toward the inclined surface 14 reaches the inclined surface 14 while being absorbed in the region 3'' during the propagation process, and is reflected at the inclined surface 14, and the reflected light is Almost no light re-enters the OiI region 3'' of the semiconductor crystal layer 3. From the above, according to the conventional semiconductor light emitting diode shown in FIGS. 12 to 15, the InGaASP-based semiconductor crystal layer portion 3a of the semiconductor crystal layer 3 of the semiconductor stack 10 is The energy band gap E of
3a corresponding to the wavelength λ3a is released outside as incoherent light from the light emitting end face 11 through the antireflection film 12, and is obtained. Further, in this case, the drive current from the power supply continues to flow through the semiconductor stack 10, and
【、電源からの駆動電流
が、半導体結晶層3の領域3′に継続しで注入されてい
るので、光放射端面11から外部に放射して得られるイ
ンコヒーレントな光りが、半導体積層体10の半導体結
晶層3の領域3′に流れる電流の値に応じて、比較的高
い輝度で1qられる。
さらに、光放射端面11から外部に放射して得られるイ
ンコヒーレントな光りが、光放射端面11上における半
導体結晶層3の端面という局部的な領域から外部に放射
される光であるので、光放射端面11から外部に放射し
て得られるインコヒーレントな光りが、半導体結晶層3
の厚さに応じて、比較的狭い放制角で放射される。
従って、第12図〜第15図に示す半導体発光ダイオー
ドによれば、インコヒーレントな光りが、比較的高い輝
度で且つ比較的狭い放射角で、外部に放射して得られる
。
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、第12図〜第15図に示す従来の半導体
発光ダイオードの場合、半導体積層体10における半導
体結晶層3が、I nGaAsp系のエネルギバンドギ
ャップE を右ず3a
る1つの半導体結晶層部3aのみを有する、という構成
を有しているため、光放射端面11から、外部に放射し
て得られるれるインコヒーレントな光りが、上述したよ
うに、この場合の半導体結晶層3が有している1つの半
身体結晶層部3aを構成しているl n Q a A
s P系のエネルギバンドギャップE に対応した波
長λ3゜3a
を中心とする帯域を有するが、その帯域幅W3aが、比
較的狭い。
例えば、半導体結晶層3が有する半導体結晶層部3aが
、光L3aの中心波長λ3aが1.45μmの波長で得
られるような、エネルギバンドギャップEg3aを有す
るInGaAsP系の組成を有する場合、帯域幅W3a
が、外部に放射して得られるインコヒーレントな光りの
波長に対づ”る輝度の特性上の半1(f幅eみて、0.
065〜0.075μm程度しか右していない。
このため、第12図〜第15図に示す従来の半導体発光
ダイオードの場合、外部にtli割してiqられるイン
コヒーレントな光りが、その帯域幅W3aと比例関係に
あるインコヒーレント度をして、比較的低い値でしか得
られない、という欠点を右していた。
よつ(、本発明は、上述した欠点のない、新規な半導体
発光ダイオードを提案せんとするものである。[Since the driving current from the power source is continuously injected into the region 3' of the semiconductor crystal layer 3, incoherent light emitted from the light emitting end surface 11 to the outside is transmitted to the semiconductor stack 10. Depending on the value of the current flowing in the region 3' of the semiconductor crystal layer 3, a relatively high luminance of 1q is produced. Furthermore, since the incoherent light obtained by being radiated to the outside from the light emitting end face 11 is light radiated to the outside from a local region of the end face of the semiconductor crystal layer 3 on the light emitting end face 11, the light emitted Incoherent light emitted from the end surface 11 to the outside is transmitted to the semiconductor crystal layer 3.
is emitted with a relatively narrow radiation angle, depending on the thickness of the Therefore, according to the semiconductor light emitting diodes shown in FIGS. 12 to 15, incoherent light is emitted to the outside with relatively high brightness and a relatively narrow radiation angle. [Problems to be Solved by the Invention] However, in the case of the conventional semiconductor light emitting diode shown in FIGS. 3a has only one semiconductor crystal layer portion 3a, so the incoherent light emitted from the light emitting end face 11 to the outside is generated as described above. L n Q a A constituting one half-body crystal layer portion 3 a of the semiconductor crystal layer 3
It has a band centered on the wavelength λ3°3a corresponding to the energy bandgap E of the sP system, but its bandwidth W3a is relatively narrow. For example, when the semiconductor crystal layer portion 3a of the semiconductor crystal layer 3 has an InGaAsP composition having an energy band gap Eg3a such that the center wavelength λ3a of the light L3a is 1.45 μm, the bandwidth W3a
However, the characteristic of the brightness of the incoherent light emitted to the outside with respect to its wavelength is half 1 (0.
The deviation is only about 0.065 to 0.075 μm. For this reason, in the case of the conventional semiconductor light emitting diode shown in FIGS. 12 to 15, the incoherent light that is externally divided by tli and iq has a degree of incoherence that is proportional to its bandwidth W3a, The disadvantage was that it could only be obtained at relatively low values. The present invention aims to propose a novel semiconductor light emitting diode that does not have the above-mentioned drawbacks.
【課題を解決するための手段1
本発明による半導体発光ダイオードは、第12図〜第1
5図で上述した従来の半導体発光ダイオードの場合と同
様に、
(イ)■第1の導電型を有する半導体結晶基板と、■上
記半導体結晶基板上に形成され且つ第1の導電型を有す
る第1の半導体結晶層と、■上記半導体結晶層上にそれ
と接して形成され且つ上記第1の半導体結晶層に比し狭
いエネルギバンドギャップと高い屈折率とを有する第2
の半導体結晶層と、■上記第2の半導体結晶層上にそれ
と接して形成され且つ上記第2の半導体結晶層に比し広
いエネルギバンドギャップと低い屈折率とを有するとと
もに、第1の導電型とは逆の第2の導電型を有する第3
の半導体結晶層とを有する半導体積層体を右し、そして
、
(ロ)上記第2の半導体結晶層が、導電型を与える不純
物を意図的に導入させていないか導入させているとして
も上記第1及び第3の半導体結晶層に比し格段的に低い
濃度でしか導入させていず、また、
(ハ)上記半導体積層体の相対向する第1及び第2の主
面上に、第1及び第2の電極層が相対向してそれぞれ配
され、ざらに、
(ニ)上記半導体積層体の長手方向の一端面を光放射端
面としている
という構成を有する。
しかしながら、本発明による半導体発光ダイオードは、
このような構成を有する半導体発光ダイオードにおいて
、
(ホ)上記第2の半導体結晶層が、互に異なるエネルギ
バンドギャップを有する活性層としての複数の半導体結
晶層部を有し、そして、
(へ)それら活性層としての複数の半導体結晶層部が、
それらに比し広いが上記第1及び第3の半導体結晶層よ
りも狭いエネルギバンドギャップをイjするバリア層と
しての半導体結晶層部を介してまたは介することなしに
、順次積層されている。
なお、この場合、■上記第2の半導体結晶層と第1の半
導体結晶層との間に、上記第1の半導体結晶層のエネル
ギバンドギャップと上記第2の半導体結晶層が有する活
性層とてしての複数の半導体結晶層部中の最も広いエネ
ルギバンドギャップを有する半導体結晶層部のエネルギ
バンドギャップとの間のエネルギバンドギャップを有す
る第4の半導体結晶層が介挿され、且つ■上記第2の半
導体結晶層と上記第3の半導体結晶層との間に、上記第
3の半導体結晶層のエネルギバンドギャップと上記第2
の半導体結晶層が有する活性層としての′fM数の半導
体結晶層部中の最も広いエネルギバンドギャップを有す
る半導体結晶層部のエネルギバンドギャップとの間のエ
ネルギバンドギャップを有する第5の半導体結晶層が介
挿されているのを可とする。
【作用・効果】
本発明による半導体発光ダイオードによれば、第12図
〜第15図で上述した従来の半導体発光ダイオードの場
合と同様に、第1及び第2の電極層間に所要の電源を接
続し、その電源からの駆動電流を、半導体積層体に流せ
ば、その半導体積層体の第2の半導体結晶層が有する活
性層としての複数の半導体結晶層部の第1及び第2の電
極層が相対向している領域において、それら活性層とし
ての複数の半導体結晶層部のエネルギバンドギャップに
応じた波長をそれぞれ中心とする帯域を有する複数の光
がそれぞれ発生する。
そして、それら活性層としての複数の半導体結晶層部の
第1及び第2の電極層が対向している領域でそれぞれ発
生した複数の光は、第2の半導体結晶層の第1及び第2
の電極層が相対向している領域を、第1及び第3の半導
体結晶層によって閉じ込められて光放射端面側に伝播す
る。
従って、本発明による半導体発光ダイオードの場合、上
述した活性層としての複数の半導体結晶層部でそれぞれ
発生する複数の光に基ずくが、第12図〜第15図で上
述した従来の半導体発光ダイオードの場合と同様に、イ
ンコヒーレントな光が、光放射端面から、外部に放射し
て得られる。
また、この場合、半導体積層体には、第12図〜第15
図で上述した従来の半導体発光ダイオードの場合と同様
に、電源からの駆動電流が継続して流れ、従って、電源
からの駆動電流が、半導体積層体の第2の半導体結晶層
の第1及び第2の電極層が相対向している領域に継続し
て注入され[Means for Solving the Problems 1] A semiconductor light emitting diode according to the present invention is shown in FIGS.
As in the case of the conventional semiconductor light emitting diode described above in FIG. (1) a second semiconductor crystal layer formed on and in contact with the semiconductor crystal layer and having a narrower energy bandgap and higher refractive index than the first semiconductor crystal layer;
a semiconductor crystal layer formed on and in contact with the second semiconductor crystal layer, having a wider energy band gap and lower refractive index than the second semiconductor crystal layer, and having a first conductivity type; a third having a second conductivity type opposite to
(b) The second semiconductor crystal layer has no impurity intentionally introduced therein, or even if impurities that impart a conductivity type are introduced therein, the second semiconductor crystal layer has no impurity. (c) The first and second semiconductor crystal layers are introduced at a much lower concentration than the first and third semiconductor crystal layers; The second electrode layers are arranged to face each other, and (d) one end face in the longitudinal direction of the semiconductor laminate is used as a light emitting end face. However, the semiconductor light emitting diode according to the present invention
In a semiconductor light emitting diode having such a configuration, (e) the second semiconductor crystal layer has a plurality of semiconductor crystal layer portions as active layers having mutually different energy band gaps, and (f) The plurality of semiconductor crystal layer portions as active layers are
They are sequentially laminated with or without a semiconductor crystal layer serving as a barrier layer having an energy band gap wider than those but narrower than the first and third semiconductor crystal layers. In this case, (1) the energy band gap of the first semiconductor crystal layer and the active layer of the second semiconductor crystal layer are located between the second semiconductor crystal layer and the first semiconductor crystal layer; a fourth semiconductor crystal layer having an energy band gap between that of the semiconductor crystal layer portion having the widest energy band gap among the plurality of semiconductor crystal layer portions; between the second semiconductor crystal layer and the third semiconductor crystal layer, the energy band gap of the third semiconductor crystal layer and the second semiconductor crystal layer are
A fifth semiconductor crystal layer having an energy band gap between the energy band gap of the semiconductor crystal layer portion having the widest energy band gap among the semiconductor crystal layer portions having the number fM as an active layer of the semiconductor crystal layer of may be inserted. [Operations/Effects] According to the semiconductor light emitting diode according to the present invention, as in the case of the conventional semiconductor light emitting diode described above in FIGS. 12 to 15, a required power source can be connected between the first and second electrode layers. However, when a driving current from the power source is passed through the semiconductor stack, the first and second electrode layers of the plurality of semiconductor crystal layer sections serving as active layers of the second semiconductor crystal layer of the semiconductor stack are activated. In the opposing regions, a plurality of lights each having a band centered on a wavelength corresponding to the energy band gap of the plurality of semiconductor crystal layer portions serving as the active layer are generated. The plurality of lights generated in the regions where the first and second electrode layers of the plurality of semiconductor crystal layer parts as active layers are opposed to each other are transmitted to the first and second electrode layers of the second semiconductor crystal layer.
The region where the electrode layers face each other is confined by the first and third semiconductor crystal layers and propagates toward the light emitting end surface. Therefore, the semiconductor light emitting diode according to the present invention is based on a plurality of lights respectively generated in the plurality of semiconductor crystal layer parts as the active layer described above, but it is different from the conventional semiconductor light emitting diode described above in FIGS. 12 to 15. As in the case of , incoherent light is obtained by radiating outward from the light emitting end face. In addition, in this case, the semiconductor laminate includes FIGS. 12 to 15.
As in the case of the conventional semiconductor light emitting diode described above in the figure, the drive current from the power supply continues to flow, and therefore the drive current from the power supply is applied to the first and second semiconductor crystal layers of the semiconductor stack. The second electrode layer is continuously injected into the opposing regions.
【いるので、光放射端面から外部に放射され
るインコヒーレントな光が、第12図〜第15図で上述
した従来の半導体発光ダイオードの場合と同様に、第2
の半導体結晶層の第1及び第2の電極層が相対向してい
る領域に流れる駆動電流に応じて、比較的高い輝度で1
gられる。
また、光放射端面から外部にtli制して得られるイン
コヒーレントな光が、第12図〜第15図で上述した従
来の半導体発光ダイオードの場合と同様に、光放射端面
上における第2の半導体結晶層の端面という局部的な領
域から外部に放射される光であるので、充放tA端面か
ら外部に放射して得られるインコヒーレントな光が、第
12図〜第15図で上述した従来の半導体発光ダイオー
ドの場合と同様に、第2の半導体結晶層の厚さに応じて
、比較的狭い放剣角で放射される。
従って、本弁明による半導体発光ダイオードの場合も、
第12図〜第15図で上述した従来の半導体発光ダイオ
ードの場合と同様に、インコヒーレントな光が、比較的
高い輝度ぐ且つ比較的狭い放射角で得られる。
しかしながら、本発明による半導体発光ダイオードの場
合、第2の半導体結晶層が、互に異なるエネルギバンド
ギャップを右づる活性層としての複数の半導体結晶層部
を有し、そして、それら活性層としての′fM数の半導
体結晶層部において、それらの互に異なるエネルギバン
ドギャップにそれぞれ応じた波長を中心とする帯域を布
する光をそれぞれ発生し、そして、それら光が、光放射
端面から、外部に、インコヒーレントな光として放射す
る。
このため、活性層としての複数の半導体結晶層部の互に
異なるエネルギバンドギャップを、順次大きくなるまた
は小さくなる順に配列してみたとき、それら互に異なる
エネルギバンドギャップを、それら活性層としての複数
の半導体結晶層部でそれぞれ発生する複数の光の帯域が
順次一部重複して得られる範囲で、順次の活性層として
の相隣る半導体結晶層部のエネルギバンドギャップ間に
それぞれ大きな差が1qられる値に予め選定しCおけば
、光放射端面から外部に放射して得られるインコヒーレ
ントな光が、第12図〜第15図で上述した従来の半導
体発光ダイオードの場合に比し格段的に広い帯域幅を有
する1つの帯域を有しで得られる。
従って11本発明による半導体発光ダイオードによれば
、充放fA端面から外部に放射して(qられるインコヒ
ーレントな光が、そのインコヒーレント度をして、第1
2図〜第15図ぐ上述した従来の半導体発光ダイオード
の場合に比し格段的に高い値で得られる。
また、本発明による半導体発光ダイオードによれば、そ
の半導体積層体の第2の半導体結晶層が有する活性層と
しての複数の半導体結晶層部が、バリア層としての半導
体結晶層部を介しC順次積層されでいる場合、そのバリ
ア層としての半導体結晶層部によって、活性層としての
複数の半導体結晶層部に、駆動電流にもとすくキレリア
が量的に互に大きな格差を有することなしに、効果的に
蓄積されるので、活性層としての複数の半導体結晶層部
から外部に放射して得られる複数の光が、輝度的に互に
大きな格差を有することなしに冑られる。
従って、光放射端面から外部に放射して得られるインコ
ヒージン1−な光が、上述した1つの広い帯域を右して
得る場合、そのインコヒーレントな光が、その広い帯域
に亘って、比較的高い輝度で得られる。
ざらに、本発明による半導体発光ダイオードの場合、第
2の半導体結晶層と第1の半導体結晶層との間、及び第
2の半導体結晶層と第3の半導体結晶層との間に、第4
及び第5の半導体結晶層がそれぞれ介挿されていれば、
それら第4及び第5の半導体結晶層が、第1及び第3の
半導体結晶層と共働して、第2の半導体結晶層が有して
いる活性層としての複数の半導体結晶層部でそれぞれ発
光して得られる複数の光を、第2の半導体結晶層に効果
的に閉じ込められて光放射端面側に伝播させることがで
きるので、インコヒーレントな光を、効率よく得ること
ができる。
【実施例1]
次に、第1図〜第4図を伴って本発明による半導体発光
ダイオードの第1の実施例を述べよう。
第1図〜第4図において、第12図〜第15図との対応
部分には同一符号を付し、詳細説明を省略する。
M1図〜第4図に示す本発明にょ半導体発光ダイオード
は、次の事項を除いて、第12図〜第15図で上述した
従来の半導体発光ダイオードと同様の構成を有する。
すなわち、半導体積層体10の半導体結晶層3が、In
GaAsP系のエネルギバンドギャップE g3aを有
する1つの半導体結晶層部3aのみを有するという構成
を有している第12図〜第15図の場合に代え、半導体
結晶層部3aの外、それに比し狭いことによって半導体
結晶層部3aとは異なるエネルギバンドギャップE(E
<E )を有する例えば1つのa3b
g3a a3a
半導体結晶層部3bを有し、従って、l nQaAsP
系のエネルギバンドギャップEg3a及びE をそれ
ぞれ有する活性層としての2つの3b
半導体結晶層部3a及び3bを有し、そして、それら半
活性層としての導体結晶層部3a及び3bが、それらの
エネルギバンドギャップE、38及びE に比し広い
が、半導体結晶層2の(13b
エネルギバンドギャップE、2及び半導体結晶層4のエ
ネルギバンドギャップ上94よりも狭いエネルギバンド
ギャップE を有するI nGa3ab
ASP系でなるバリア層としての半導体結晶層部3ab
を介して、順次積層されている。
また、半導体結晶層3と半導体結晶層2との間に、In
GaASP系でなる他の半導体結晶層22が介挿され、
且つ半導体結晶層3と半導体結晶層4との間にも、In
GaASP系でなる他の半導体結晶層24が介挿されて
いる。
この場合、半導体結晶層4は、半導体結晶層2のエネル
ギバンドギャップE、2と半導体結晶層3が有する活性
層としての複数の半導体結晶層部3a及び3b中の最も
高いエネルギバンドギャップを有する半導体結晶層部3
bのエネルギバンドギャップE との間のエネルギパ
ン3b
ドギャップEg22を石する。また、半導体結晶層24
は、半導体結晶層4のエネルギバンドギャップEg4と
半導体結晶層3が有する活性層としての複数の半導体結
晶層部3a及び3b中の最も高いエネルギバンドギャッ
プを有する半導体結晶層部3bのエネルギバンドギヤラ
フ1g3bとの間のエネルギバンドギャップE を右
24
する。
なお、半導体結晶層22のエネルギバンドギャップE
Q22及び半導体結晶層24のエネルギバンドギャップ
E は、半導体結晶層2が右22
するバリア層としての半導体結晶層部3abのエネルギ
バンドギャップE と等しくてもよ3ab
く、また、それらエネルギバンドギャップEg22及び
E は、第5図では互に等しいものと24
して示されているが、等しくなくてもよい。
以上が、本発明による半導体発光ダイオードの第1の実
施例の構成である。
このような構成を有する本発明による半導体発光ダイオ
ードによれば、上述した事項を除いて、第12図〜第1
5図で上述した従来の半導体発光ダイオードと同様の構
成を有するので、詳細説明は省略するが、第12図〜第
15図で上述した従来の半導体発光ダイオードの場合と
同様に、電極層15及び16間に所要の電源(図示せず
)を接続し、その電源からの駆動電流を、半導体積層体
10に流せば、第12図〜第15図で上述した従来の半
導体発光ダイオードの場合に準じて、半導体積層体10
の半導体結晶13の活性層としての半導体結晶層部3a
及び3bの電極層15及び16が相対向している領域3
′において、活性層としての半導体結晶層部3a及び3
bのエネルギバンドギャップE 及びE (この場
合、E >2g3a g3b
g3a g3bの関係を有する)に応じた波長λ
3a及びλ3b(この場合、λ3a<λ3bの関係を有
する)をそれぞれ中心とする帯域を有する光’3a及び
’3bがそれぞれ発生する。
そして、それら活性層としての半導体結晶層部3a及び
3bの領域3′でそれぞれ発生した光L 及び’3bは
、半導体結晶層3の電極層1a
5及び16が相対向している領域3′を、半導体結晶層
2及び22、及び4及び24によって閉じ込められて光
放射端面1111Illに伝播する。
従って、第1図〜第4図に示す本発明による半導体発光
ダイオードの場合、上述した光’3a及びL3bに基ず
くが、第12図〜第15図で上述した従来の半導体発光
ダイオードの場合と同様に、インコヒーレントな光りが
、光放射端面11から、外部に放射して得られる。
また、この場合、半導体積層体10には、第12図〜第
15図で上述した従来の半導体装置ダイオードの場合と
同様に、電源からの駆動電流が継続して流れ、従って、
電源からの駆動電流が、半導体積層体10の半導体結晶
層3の電極層15及び16が相対向している領域3′に
継続して注入されているので、光放射端面11から外部
に放射されるインコヒーレントな光りが、第12図〜第
15図で上述した従来の半導体発光ダイオードの場合と
同様に、半導体結晶l113の電極層15及び16が相
対向している領域3′に流れる電流に応じて、比較的高
いfi1度で得られる。
また、光放射端面11から外部に放射して得られるイン
コヒーレントな光IJ、第12図〜第15図で上述した
従来の半導体発光ダイオードの場合と同様に、光放射端
面11上における半導体結晶層3の端面という局部的な
faldから外部に放射される光であるので、光放射端
面11から外部に放射して得られるインコヒーレントな
光りが、第12図〜第15図で上述した従来の半導体発
光ダイオードの場合と同様に、半導体結晶層3の厚さに
応じて、比較的狭い放射角で放射される。
従って、第1図〜第4図に示す本発明による半導体発光
ダイオードの場合も、第12図〜第15図で上述した従
来の半導体発光ダイオードの場合と同様に、インコヒー
レントな光りが、比較的高い輝度で且つ比較的狭い放射
角で得られる。
しかしながら、第1図〜第4図に示す本発明による半導
体発光ダイオードの場合、半導体結晶層3が、互に異な
るエネルギバンドギャップ1g3a及びE (13bを
それぞれ有する活性層としての2つの半導体結晶層部3
a及び3bを有するので、それら活性層としての半導体
結晶層部3a及び3bにおいて、それらエネルギバンド
ギャップE 及びEQ3bにそれぞれ応じた波3a
艮λ3.及びλ3bを中心とする掛減を有する光L3a
及び’3bをそれぞれ発生し、そして、それら光し 及
び’3bが、光放射端面11から、外部a
に、インコヒーレントな光りとして放射する。
このため、活性層としての複数の半導体結晶層部3a及
び3bの互に異なるエネルギバンドギャップ1g3a及
びE93.を、順次大きくなるまたは小さくなる順に配
列してみたとき、それら互に異なるエネルギバンドギャ
ップE(J3a及びE を、それら活性層としての複
数の半導3b
体結晶層部3a及び3bでそれぞれ発生する複数の光L
3a及び’3bの帯域W3a及びW3bが順次一部重複
して得られる範囲で、順次の活性層としての相隣る半導
体結晶層部のエネルギバンドギャップ間にそれぞれ大き
な差が得られる値に予め選定しておけば、光放射端面1
1から外部に放射して得られるインコヒーレントな光り
が、第12図〜第15図で上述した従来の半導体発光ダ
イオードの場合に比し格段的に広い帯域幅を有する1つ
の帯域を有して得られる。
従って、第1図〜第4図に示す本発明による半導体発光
ダイオードによれば、光放射端面11から外部に放射し
て得られるインコヒーレントな光りが、そのインコヒー
レント度をして、第12図〜第15図で上述した従来の
半導体発光ダイオードの場合に比し格段的に高い値で得
られる。
また、第1図〜第4図に示す本発明による半導体発光ダ
イオードによれば、その半導体積層体10の半導体結晶
層3が有する活性層としての複数の半導体結晶層部3a
及び3bが、バリア層としての半導体結晶層部3abを
介して順次積層されているので、そのバリア層としての
半導体結晶層部3abによって、活性層としての複数の
半導体結晶層部3a及び3bに、駆動電流にもとすくキ
ャリアが量的に互に大きな格差を有することなしに、効
果的に蓄積されるので、活性層としての複数の半導体結
晶層部3a及び3bから外部に放射して得られる複数の
光L 及びL3bが、輝度的に互に大きな格差を有a
することなしに得られる。
従って、光放射端面11から外部に放射して得られるイ
ンコヒーレントな光りが、上述した1つの広い帯域を有
して得る場合、そのインコヒーレントな光りが、その広
い帯域に亘って、比較的高い輝度で得られる。
さらに、第1図〜第4図に示す本発明による半導体発光
ダイオードの場合、半導体結晶層3と半導体結晶層2と
の間、及び半導体結晶層3と半導体結晶層4との間に、
半導体結晶層22、及び24がそれぞれ介挿されている
ので、それら半導体結晶層22及び24が、半導体結晶
層2及び4と共働して、半導体結晶層3が有している活
性層どしての複数の半導体結晶層部3a及び3bて゛そ
れぞれ発光し′C得られる複数の光’3a及び’3bを
、半導体結晶層3に効果的に閉じ込められて光放射端面
11側に伝播させることかぐきるので、インコヒーレン
トな光りを、効率よく得ることができる。
ちなみに、第1図〜第4図に示す本発明による半導体発
光ダイオードにおいて、■半導体結晶層2が1.0μm
の厚さを有し、また、■半導体結晶層22が、それを構
成しているInGaASP系をして、半導体結晶層のエ
ネルギバンドギャップE が1.30μmの波長に相
22
当する値を有している組成を有し、且っ1100nの厚
さを有し、さらに、■半導体結晶層3がHする活性層と
しての半導体結晶層部3aが、それを構成しているIn
GaASP系をして、半導体結晶層部3aのエネルギバ
ンドギX・ツブE が1.53μmの波長に相当する
1直をイj3a
している組成を有し、且っ5 C)n mの厚さを右し
、また、■半導体結晶層3が有するバリア層としての半
導体結晶層部3abが、それを+t4成しているInG
aAsP系をして、半導体結晶層部3abのエネルギバ
ンドギャップE が、3ab
1.30μmの波長に相当する値を右し′(いる組成を
有し、且っ5Qnmの厚さを右し、さらに、■半導体結
晶層3が有する活性層とし〔の半導体結晶層部3bが、
それを構成しているInGaAsP系をして、半導体結
晶層部3bのエネルギバンドギャップE が1.45
μm3b
の波長に相当する値を有している組成を41し、且つ5
0nmの厚さを有し、また、■半導体結晶層24が、そ
れを構成しているInGaAsP系をして、半導体結晶
層のエネルギバンドギVツブEg24が1.30μmの
波長に相当する値を有している組成を有し、且つ110
0nの厚さを有し、さらに、■半導体結晶層4が1゜0
μmの厚さを有している場合において、光放射端面11
から外部に放射して得られる光りの波長λ(μm)に対
する輝度(任意目盛〉の関係を測定したところ、駆動電
流をそれぞれ225mA、300mA、350mA及び
400mAとするとき、第5図A、B、C及びDに示す
結果が得られた。
この結果からも、第1図〜第4図に示す本発明による半
導体発光ダイオードの場合、光放射端面11から外部に
放射して得られる光りが、0.15μm程度という広い
帯域幅を有する1つの帯域を有して得られるので、高い
インコヒーレント度を有して得られることは明らかであ
ろう。なお、第12図〜第15図で上述した従来の半導
体発光ダイオードの場合、上述したと同じ具体例で、同
様の測定を行ったところ、光りが、0.7〜0.8μm
程度の帯域幅しか有していない帯域を有してしか得られ
なかった。
【実施例2]
次に、第6図及び第7図を伴って本発明による半導体発
光ダイオードの第2の実施間を述べよう。
第6図及び第7図にJプいて、第1図〜第4図との対応
部分には同一符号を付し、詳細説明を省略する。
第6図及び第7図に示す本発明による半導体発光ダイオ
ードは、半導体結晶層22及び2・1が省略されている
ことを除いて、第1図〜第4図で上述した本発明による
半導体発光ダイオードと同様の構成を有する。
以上が、本発明による半導体発光ダイオードの第2の実
施例の構成である。
こ、のような構成を有する本発明による半導体発光ダイ
オードによれば、半導体結晶層22及び24が省略され
ていることを除いて、第1図〜第4図で上述した本発明
による半導体発光ダイオードと同様の構成を有し、そし
て、半導体結晶層22及び24が省略されても、半導体
結晶層2及び4を有し、そして、それらが、第12図〜
第15図に示す従来の半導体発光ダイオードの場合で上
述したところから明らかなように、半導体結晶層3で発
生する光を、その半導体結晶層3に閉じ込めて伝播させ
るので、詳細説明は省略するが、第1図〜第4図ぐ上述
した本発明による半導体発光ダイオードの場合と同様に
、光L3a及びL3b1.:基fくインコヒーレントな
光りが、光放国喘面11から、外部に、高い輝度を有し
且つ狭い放射角で、しかも第12図〜第15図で前述し
た従来の半導体発光ダイオードの場合に比し高いインコ
ヒーレント度で、放射して得られる。
【実施例3】
次に、第8図及び第9図を伴って本発明による半導゛体
発光ダイオードの第3の実施例を述べよう。
第8図及び第9図において、第1図〜第4図との対応部
分には同一符号を付し、詳細説明を省略する。
第8図及び第9図に示す本発明による半導体発光ダイオ
ードは、半導体結晶層3が右づるバリア層としての半導
体結晶層部3abが省略されていることを除いて、第1
図〜第4図で上述した本発明による半導体発光ダイオー
ドと同様の構成を有する。
以上が、本発明による半導体発光ダイオードの第3の実
施例の構成である。
このような構成を有する本発明による半導体発光ダイオ
ードによれば、半導体結晶層3が有するバリア層として
の半導体結晶層部3abが省略されていることを除いて
、第1図〜第4図で上述した本発明による半導体発光ダ
イオードと同様の構成を有し、そして、その半導体結晶
層部3abが省略されても、半導体結晶層3が有する活
性層としての半導体結晶層部3a及び3bに、駆動電流
にもとすくキャリアが、量的に、半導体結晶層部3ab
を有する第1図〜第4図で上述した本発明による半導体
発光ダイオードの場合に比し大きな格差を有していても
、蓄積されることに変りがないので、詳細説明は省略す
るが、第1図〜第4図で上述した本発明による半導体発
光ダイオードの場合と同様に、光L 及び’3bに基ず
くインコヒーレントな光a
Lが、光放射端面11から、外部に、高い輝度を有し且
つ狭い放射角で、しかも第12図〜第15図で前述した
従来の半導体発光ダイオード場合に比し高いインコヒー
レント度で、放射して得られる。[As in the case of the conventional semiconductor light emitting diode described above in FIGS. 12 to 15, the incoherent light emitted from the light emitting end surface
1 with relatively high brightness depending on the drive current flowing in the region where the first and second electrode layers of the semiconductor crystal layer face each other.
I'm getting beaten up. Furthermore, the incoherent light obtained by controlling the tli to the outside from the light emitting end face is transmitted to the second semiconductor on the light emitting end face, as in the case of the conventional semiconductor light emitting diode described above in FIGS. 12 to 15. Since the light is emitted to the outside from a local region called the end face of the crystal layer, the incoherent light obtained by being emitted to the outside from the charging and discharging tA end face is different from the conventional method described above in FIGS. 12 to 15. As in the case of semiconductor light-emitting diodes, depending on the thickness of the second semiconductor crystal layer, radiation is emitted with a relatively narrow firing angle. Therefore, also in the case of the semiconductor light emitting diode according to the present defense,
As with the conventional semiconductor light emitting diodes described above in FIGS. 12-15, incoherent light is obtained at a relatively high brightness and at a relatively narrow emission angle. However, in the case of the semiconductor light emitting diode according to the present invention, the second semiconductor crystal layer has a plurality of semiconductor crystal layer parts as active layers having mutually different energy band gaps, and In the fM number of semiconductor crystal layers, light is generated in bands centered on wavelengths corresponding to their mutually different energy band gaps, and these lights are emitted from the light emitting end face to the outside. Emit as incoherent light. For this reason, when the mutually different energy band gaps of a plurality of semiconductor crystal layer parts as active layers are arranged in order of increasing or decreasing, the mutually different energy band gaps are Within the range in which a plurality of light bands generated in each of the semiconductor crystal layer portions overlap partially in sequence, there is a large difference of 1q between the energy band gaps of adjacent semiconductor crystal layer portions as successive active layers. If C is pre-selected to a value that will This can be achieved by having one band with a wide bandwidth. Therefore, according to the semiconductor light emitting diode according to the present invention, the incoherent light emitted from the charging/discharging fA end face to the outside (q) increases its degree of incoherence and becomes the first
As shown in FIGS. 2 to 15, much higher values can be obtained than in the case of the conventional semiconductor light emitting diode described above. Further, according to the semiconductor light emitting diode according to the present invention, the plurality of semiconductor crystal layer portions serving as active layers of the second semiconductor crystal layer of the semiconductor stack are sequentially laminated via the semiconductor crystal layer portion serving as a barrier layer. In this case, the semiconductor crystal layer serving as the barrier layer allows the drive current to be applied to the plurality of semiconductor crystal layers serving as the active layer, so that the effect of chirelia can be maintained without having a large difference in quantity. Therefore, a plurality of lights emitted to the outside from a plurality of semiconductor crystal layer portions serving as active layers can be illuminated without having a large difference in brightness. Therefore, if the incoherent light obtained by radiating outward from the light emitting end face is obtained in one wide band as described above, the incoherent light has a relatively high Obtained by brightness. In general, in the case of the semiconductor light emitting diode according to the present invention, a fourth semiconductor crystal layer is provided between the second semiconductor crystal layer and the first semiconductor crystal layer, and between the second semiconductor crystal layer and the third semiconductor crystal layer.
and a fifth semiconductor crystal layer are respectively inserted,
The fourth and fifth semiconductor crystal layers cooperate with the first and third semiconductor crystal layers to form a plurality of semiconductor crystal layer portions as active layers of the second semiconductor crystal layer, respectively. Since the plurality of lights obtained by emitting light can be effectively confined in the second semiconductor crystal layer and propagated toward the light emitting end surface, incoherent light can be efficiently obtained. [Embodiment 1] Next, a first embodiment of the semiconductor light emitting diode according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4. In FIGS. 1 to 4, corresponding parts to those in FIGS. 12 to 15 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. The semiconductor light emitting diode according to the present invention shown in FIGS. M1 to 4 has the same structure as the conventional semiconductor light emitting diode described above in FIGS. 12 to 15, except for the following points. That is, the semiconductor crystal layer 3 of the semiconductor stack 10 is made of In
In place of the case of FIGS. 12 to 15, which have the configuration of having only one semiconductor crystal layer portion 3a having an energy band gap E g3a of the GaAsP system, other than the semiconductor crystal layer portion 3a, Due to its narrowness, the energy band gap E (E
For example one a3b with <E )
g3a a3a has the semiconductor crystal layer portion 3b, therefore l nQaAsP
The system has two 3b semiconductor crystal layer portions 3a and 3b as active layers having energy band gaps Eg3a and E, respectively, and conductor crystal layer portions 3a and 3b as semi-active layers have energy band gaps Eg3a and E, respectively. In the InGa3ab ASP system, the energy band gap E is wider than the gaps E, 38 and E of the semiconductor crystal layer 2, but narrower than the energy band gap E of the semiconductor crystal layer 2 and the energy band gap of the semiconductor crystal layer 4. Semiconductor crystal layer portion 3ab as a barrier layer
are sequentially laminated through the . Further, between the semiconductor crystal layer 3 and the semiconductor crystal layer 2, In
Another semiconductor crystal layer 22 made of GaASP type is inserted,
In addition, there is also In between the semiconductor crystal layer 3 and the semiconductor crystal layer 4.
Another semiconductor crystal layer 24 made of GaASP type is interposed. In this case, the semiconductor crystal layer 4 is a semiconductor having the energy band gap E, 2 of the semiconductor crystal layer 2 and the highest energy band gap among the plurality of semiconductor crystal layer parts 3a and 3b as active layers of the semiconductor crystal layer 3. Crystal layer part 3
The energy band gap Eg22 between the energy band gap E of b and the energy band gap Eg22 of the energy band 3b is set. In addition, the semiconductor crystal layer 24
is the energy band gap Eg4 of the semiconductor crystal layer 4 and the energy band gear rough of the semiconductor crystal layer portion 3b having the highest energy band gap among the plurality of semiconductor crystal layer portions 3a and 3b as active layers of the semiconductor crystal layer 3. Let the energy band gap E between 1g3b be 24. Note that the energy band gap E of the semiconductor crystal layer 22
The energy band gap E of Q22 and the semiconductor crystal layer 24 may be equal to the energy band gap E of the semiconductor crystal layer portion 3ab as a barrier layer to which the semiconductor crystal layer 2 is located on the right 22, and the energy band gap Eg22 of the semiconductor crystal layer 2 may be equal to Although 24 and E are shown as being equal in FIG. 5, they do not have to be equal. The above is the configuration of the first embodiment of the semiconductor light emitting diode according to the present invention. According to the semiconductor light emitting diode according to the present invention having such a configuration, except for the above-mentioned matters, FIGS.
Since it has the same structure as the conventional semiconductor light emitting diode described above with reference to FIG. 5, a detailed explanation will be omitted. If a required power source (not shown) is connected between the terminals 16 and 16, and a driving current from the power source is passed through the semiconductor laminate 10, it will be possible to generate a semiconductor light emitting diode in the same manner as in the case of the conventional semiconductor light emitting diode described above in FIGS. 12 to 15. The semiconductor stack 10
Semiconductor crystal layer portion 3a as an active layer of semiconductor crystal 13 of
and region 3 where electrode layers 15 and 16 of 3b are facing each other
', semiconductor crystal layer portions 3a and 3 as active layers
The energy band gaps E and E (in this case, E > 2g3a g3b
wavelength λ according to the relationship g3a g3b)
Light '3a and '3b having bands respectively centered at 3a and λ3b (in this case, the relationship λ3a<λ3b) is generated. The light L and '3b generated in the regions 3' of the semiconductor crystal layer parts 3a and 3b as active layers, respectively, penetrate the region 3' where the electrode layers 1a 5 and 16 of the semiconductor crystal layer 3 are facing each other. , are confined by the semiconductor crystal layers 2 and 22, and 4 and 24, and propagate to the light emitting end face 1111Ill. Therefore, in the case of the semiconductor light emitting diode according to the present invention shown in FIGS. 1 to 4, based on the above-mentioned lights '3a and L3b, it is different from the case of the conventional semiconductor light emitting diode described above in FIGS. 12 to 15. Similarly, incoherent light is obtained by radiating outward from the light emitting end face 11. Further, in this case, the drive current from the power supply continues to flow through the semiconductor stack 10, as in the case of the conventional semiconductor device diode described above in FIGS. 12 to 15, and therefore,
Since the driving current from the power source is continuously injected into the region 3' of the semiconductor crystal layer 3 of the semiconductor stack 10 where the electrode layers 15 and 16 face each other, the driving current is emitted to the outside from the light emitting end face 11. As in the case of the conventional semiconductor light emitting diode described above with reference to FIGS. 12 to 15, the incoherent light generated by Accordingly, relatively high fi1 degrees are obtained. In addition, the incoherent light IJ obtained by radiating outward from the light emitting end face 11, the semiconductor crystal layer on the light emitting end face 11, as in the case of the conventional semiconductor light emitting diode described above in FIGS. 12 to 15. Since the light is emitted to the outside from the local fold of the end face of 3, the incoherent light obtained by being emitted to the outside from the light emitting end face 11 is the same as that of the conventional semiconductor described above in FIGS. 12 to 15. As in the case of light-emitting diodes, depending on the thickness of the semiconductor crystal layer 3, the radiation is emitted at a relatively narrow radiation angle. Therefore, in the case of the semiconductor light emitting diode according to the present invention shown in FIGS. 1 to 4, as in the case of the conventional semiconductor light emitting diode described above in FIGS. 12 to 15, relatively incoherent light is generated. High brightness and relatively narrow radiation angles are obtained. However, in the case of the semiconductor light emitting diode according to the present invention shown in FIGS. 1 to 4, the semiconductor crystal layer 3 has two semiconductor crystal layer parts as active layers each having a mutually different energy band gap 1g3a and E(13b). 3
a and 3b, in the semiconductor crystal layer portions 3a and 3b as active layers, waves 3a and 3b corresponding to the energy band gaps E and EQ3b, respectively, are generated. and light L3a having a multiplication and subtraction centered on λ3b.
and '3b are generated, respectively, and these lights and '3b are emitted from the light emitting end face 11 to the outside a as incoherent light. Therefore, the energy band gaps 1g3a and E93. When arranged in order of increasing or decreasing energy band gaps E (J3a and E) are generated in the plurality of semiconductor crystal layers 3a and 3b as active layers, respectively. multiple lights L
The values are selected in advance so that a large difference can be obtained between the energy band gaps of adjacent semiconductor crystal layer portions as successive active layers within a range where bands W3a and W3b of 3a and '3b partially overlap in sequence. If you do this, the light emitting end face 1
The incoherent light emitted from 1 to the outside has one band with a much wider bandwidth than that of the conventional semiconductor light emitting diode described above in FIGS. 12 to 15. can get. Therefore, according to the semiconductor light emitting diode according to the present invention shown in FIGS. 1 to 4, the incoherent light obtained by radiating outward from the light emitting end face 11 increases its degree of incoherence. ~A much higher value can be obtained than in the case of the conventional semiconductor light emitting diode described above in FIG. Further, according to the semiconductor light emitting diode according to the present invention shown in FIGS. 1 to 4, the semiconductor crystal layer 3 of the semiconductor stack 10 has a plurality of semiconductor crystal layer portions 3a as active layers.
and 3b are sequentially stacked through the semiconductor crystal layer section 3ab as a barrier layer, so that the semiconductor crystal layer section 3ab as a barrier layer allows the plurality of semiconductor crystal layer sections 3a and 3b as active layers to Since carriers are effectively accumulated in the drive current without having a large difference in quantity, carriers can be obtained by being radiated to the outside from the plurality of semiconductor crystal layer parts 3a and 3b as active layers. A plurality of lights L1 and L3b can be obtained without having a large difference in brightness from each other. Therefore, when the incoherent light emitted from the light emitting end face 11 to the outside has one wide band as described above, the incoherent light has a relatively high Obtained by brightness. Furthermore, in the case of the semiconductor light emitting diode according to the present invention shown in FIGS. 1 to 4, between the semiconductor crystal layer 3 and the semiconductor crystal layer 2, and between the semiconductor crystal layer 3 and the semiconductor crystal layer 4,
Since the semiconductor crystal layers 22 and 24 are interposed, the semiconductor crystal layers 22 and 24 work together with the semiconductor crystal layers 2 and 4 to combine the active layers of the semiconductor crystal layer 3. The plurality of semiconductor crystal layer parts 3a and 3b respectively emit light, and the resulting plurality of lights '3a and '3b are effectively confined in the semiconductor crystal layer 3 and propagated to the light emitting end face 11 side. Therefore, incoherent light can be obtained efficiently. Incidentally, in the semiconductor light emitting diode according to the present invention shown in FIGS. 1 to 4, the semiconductor crystal layer 2 has a thickness of 1.0 μm.
(1) The semiconductor crystal layer 22 is made of InGaASP system, and the energy band gap E of the semiconductor crystal layer has a value corresponding to a wavelength of 1.30 μm. It has a composition of
It is made of GaASP system, has a composition in which the energy band X and the tube E of the semiconductor crystal layer portion 3a have a wavelength of 1.53 μm, and has a thickness of 5 C) nm. In addition, the semiconductor crystal layer portion 3ab as a barrier layer of the semiconductor crystal layer 3 has +t4
The aAsP system has a composition in which the energy bandgap E of the semiconductor crystal layer 3ab has a value corresponding to a wavelength of 1.30 μm, and has a thickness of 5 Q nm, and , (2) The active layer of the semiconductor crystal layer 3 [semiconductor crystal layer portion 3b]
The energy band gap E of the semiconductor crystal layer portion 3b is 1.45 due to the InGaAsP system that constitutes it.
41 with a composition having a value corresponding to a wavelength of μm3b, and 5
The semiconductor crystal layer 24 has a thickness of 0 nm, and the semiconductor crystal layer 24 is made of InGaAsP, and the energy band Eg24 of the semiconductor crystal layer has a value corresponding to a wavelength of 1.30 μm. and has a composition of 110
It has a thickness of 0n, and furthermore, the semiconductor crystal layer 4 has a thickness of 1°0
In the case where the light emitting end face 11 has a thickness of μm,
When we measured the relationship between the luminance (arbitrary scale) and the wavelength λ (μm) of the light emitted from the outside, we found that when the drive current was 225 mA, 300 mA, 350 mA, and 400 mA, respectively, Fig. 5 A, B, The results shown in C and D were obtained. This result also shows that in the case of the semiconductor light emitting diode according to the present invention shown in FIGS. It is clear that it can be obtained with a high degree of incoherence because it has one band with a wide bandwidth of about .15 μm. In the case of a semiconductor light-emitting diode, similar measurements were performed using the same specific example as described above, and the light emission was 0.7 to 0.8 μm.
This could only be achieved by having a band with only a moderate bandwidth. [Embodiment 2] Next, a second embodiment of the semiconductor light emitting diode according to the present invention will be described with reference to FIGS. 6 and 7. In FIGS. 6 and 7, corresponding parts to those in FIGS. 1 to 4 are denoted by the same reference numerals, and detailed explanation thereof will be omitted. The semiconductor light emitting diode according to the present invention shown in FIGS. 6 and 7 is the same as the semiconductor light emitting diode according to the present invention described above in FIGS. 1 to 4, except that the semiconductor crystal layers 22 and 2.1 are omitted. It has a similar configuration to a diode. The above is the configuration of the second embodiment of the semiconductor light emitting diode according to the present invention. According to the semiconductor light emitting diode according to the present invention having the configuration as shown in FIG. 1, the semiconductor light emitting diode according to the present invention described above in FIGS. , and even if the semiconductor crystal layers 22 and 24 are omitted, it has the semiconductor crystal layers 2 and 4, and they are as shown in FIGS.
As is clear from the above description of the conventional semiconductor light emitting diode shown in FIG. 15, the light generated in the semiconductor crystal layer 3 is confined and propagated within the semiconductor crystal layer 3, so a detailed explanation will be omitted. , as in the case of the semiconductor light emitting diode according to the invention described above in FIGS. 1 to 4, the lights L3a and L3b1 . In the case of the conventional semiconductor light-emitting diode described above in FIGS. 12 to 15, incoherent light is emitted from the light emitting surface 11 to the outside with high brightness and a narrow radiation angle. can be obtained by emitting radiation with a higher degree of incoherence than that of . Embodiment 3 Next, a third embodiment of the semiconductor light emitting diode according to the present invention will be described with reference to FIGS. 8 and 9. In FIGS. 8 and 9, parts corresponding to those in FIGS. 1 to 4 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. In the semiconductor light emitting diode according to the present invention shown in FIGS. 8 and 9, the semiconductor crystal layer 3 is arranged in the first part, except that the semiconductor crystal layer part 3ab as a barrier layer on the right side is omitted.
It has the same structure as the semiconductor light emitting diode according to the present invention described above with reference to FIGS. The above is the configuration of the third embodiment of the semiconductor light emitting diode according to the present invention. According to the semiconductor light emitting diode according to the present invention having such a configuration, the semiconductor crystal layer portion 3ab as a barrier layer included in the semiconductor crystal layer 3 is omitted, but the structure described above in FIGS. Even if the semiconductor crystal layer portion 3ab is omitted, a drive current is applied to the semiconductor crystal layer portions 3a and 3b as active layers of the semiconductor crystal layer 3. The carriers are quantitatively distributed in the semiconductor crystal layer portion 3ab.
Even if there is a large disparity compared to the case of the semiconductor light emitting diode according to the present invention described above in FIGS. As in the case of the semiconductor light emitting diode according to the present invention described above with reference to FIGS. 1 to 4, incoherent light a L based on light L and It can be obtained by emitting radiation at a narrow radiation angle and with a higher degree of incoherence than in the case of the conventional semiconductor light emitting diode described above in FIGS. 12 to 15.
【実施例4】
次に、第10図及び第11図を伴って本発明による半導
体発光ダイオードの第4の実施例を述べよう。
第10図及び第11図において、第1図〜第4図との対
応部分には同一符号を付し、詳細説明を省略する。
第10図及び第11図に示す本発明による半導体発光ダ
イオードは、半導体結晶層22及び24と、半導体結晶
層3が有するバリア層としての半導体結晶層部3abと
が省略されていることを除いて、第1図〜第4図で上述
した本発明による半導体発光ダイオードと同様の構成を
有する。
以上が、本発明による半導体発光ダイオードの第4の実
施例の構成である。
このような構成を有する本発明による半導体発光ダイオ
ードによれば、半導体結晶層22及び24と、半導体結
晶層3が有するバリア層としての半導体結晶層部3ab
とが省略されていることを除いて、第1図〜第4図で上
述した本発明による半導体発光ダイオードと同様の構成
を有し、そして、半導体結晶層22及び24が省略され
ても、実施例2で上述したように、とくに問題がなく、
また、半導体結晶層3が有するバリア層としての半導体
結晶層部3abが省略されても、実施例3で上述したよ
うに、とくに問題がないので、詳細説明は省略するが、
第1図〜第4図工・上述した本発明による半導体発光ダ
イオードの場合と同様に、光し 及びL3ba
に基ずくインコヒーレントな光りが、光放射端面11か
ら、外部に、高い輝度を右し且つ狭い放割角で、しかも
第12図〜第15図で前述した従来の半導体発光ダイオ
ードの場合に比し高いインコヒーレント度で、放射して
得られる。
なお、上述においては、半導体結晶層3が有する活性層
としての半導体結晶層部を2つとした場合を述べたが、
3つ以上とし、外部に放射される光りを、上述した場合
に比し高いインコヒーレント度で得るようにすることも
できる。
また、上述においては、いわゆる埋込型の半導体発光ダ
イオードに本発明を適用した場合の実施例を述べたもの
であるが、誌は、第1図〜第4図で上述した半導体結晶
基板1に対応している(イ)■第1の導電型を有する半
導体結晶基板と、■その半導体結晶基板上に形成され且
つ第1の導電型を有する第1図〜第4図で上述した半導
体結晶層2に対応している第1の半導体結晶層と、■そ
の第1の半導体結晶層上にそれと接して形成され且つ上
記第1の半導体結晶層に比し狭いエネルギバンドギャッ
プと高い屈折率とを有する第1図〜第4図で上述した半
導体結晶層3に対応している第2の半導体結晶層と、■
その第2の半導体結晶層上にそれと接して形成され且つ
上記第2の半導体結晶層に比し広いエネルギバンドギャ
ップと低い屈+fT率とを有するとともに、第1の導電
型とは逆の第2の導電型を有する第1図〜第4図で上述
した半導体結晶層4に対応している第3の半導体結晶層
とを有する半導体積層体を有し、そして、〈口)上記第
2の半導体結晶層が、導電型を与える不純物を意図的に
導入さぽていないか導入させCいるとしても上記第1及
び第3の半導体結晶層に比し格段的に低い濃度でしか導
入させていず、(ハ)また、上記半導体積層体の相対向
する第1及び第2の主面上に、第1図〜第4図で上述し
°た電極層15及び16に対応している第1及び第2の
電極層が相対向してそれぞれ配され、さらに、(ニ)上
記半導体積層体の長手方向の一端面を光放射端面として
いる半導体発光ダイオードに、本発明を適用することも
できることは明らかであろう。
さらに、上述においては、上述した本発明に適用し得る
半導体発光ダイオードで述べれば、半導体積層体の直線
状にストライブ状に延長している第2の半導体結晶層の
第1及び第2の電極層が相対向している領域で発生する
光の一部が第2の半導体結晶層の第1及び第2の電極層
が相対向していない領域で反射しで、半導体積層体の直
線状にストライブ状に延長している第2の半導体結晶層
の第1及び第2の電極層が相対向している領域に再入射
することを回避させる目的のために、半導体積層体を、
第2の半導体結晶層の第1及び第2の電極層が相対向し
ていない領域がそこにおいて光を十分吸収すべく比較的
長い長さを有するように、比較的長い長さを有するもの
として形成し、且つ半導体積層体に、光放射端面側とは
反対側の端面側において、そこにおいて光が反射しない
ように傾斜面を設けている、という半導体発光ダイオー
ドに、本発明を適用した場合の実施例を述べたものであ
るが、上述した目的にために、半導体積層体を、第2の
半導体結晶層の第1及び第2の電極層が相対向しでいな
いft域が第2の半導体結晶層の第1及び第2の電極層
が相対向している領域かから曲って延長しているように
構成している、という半導体発光ダイオード、半導体積
層体に、第2の半導体結晶層の第1及び第2の電極層が
相対向していない領域を斜め横切って延長している内面
を有するような溝を上方から穿設している、という半導
体発光ダイオードなど、半導体積層体が、上述した目的
を達成できるように構成された種々の半導体発光ダイオ
ードに、本発明を適用できることも明らかであろう。
さらに、上述した本発明による半導体発光ダイオードに
おいて、「n型」を「p型」、「p型」を「n型」に読
み代えた構成とすることもでざ、その他、本発明の精神
を脱することなしに、種々の食型、変更をなし得るであ
ろう。Embodiment 4 Next, a fourth embodiment of the semiconductor light emitting diode according to the present invention will be described with reference to FIGS. 10 and 11. In FIGS. 10 and 11, parts corresponding to those in FIGS. 1 to 4 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. The semiconductor light-emitting diode according to the present invention shown in FIGS. 10 and 11 has the exception that the semiconductor crystal layers 22 and 24 and the semiconductor crystal layer portion 3ab as a barrier layer included in the semiconductor crystal layer 3 are omitted. , has the same structure as the semiconductor light emitting diode according to the present invention described above in FIGS. 1 to 4. The above is the configuration of the fourth embodiment of the semiconductor light emitting diode according to the present invention. According to the semiconductor light emitting diode according to the present invention having such a configuration, the semiconductor crystal layers 22 and 24 and the semiconductor crystal layer portion 3ab as a barrier layer included in the semiconductor crystal layer 3
It has the same structure as the semiconductor light emitting diode according to the present invention described above in FIGS. 1 to 4, except that As mentioned above in Example 2, there are no particular problems,
Further, even if the semiconductor crystal layer portion 3ab as a barrier layer included in the semiconductor crystal layer 3 is omitted, there is no particular problem as described above in Example 3, so a detailed explanation will be omitted.
Figures 1 to 4: As in the case of the semiconductor light emitting diode according to the present invention described above, incoherent light based on L3ba and L3ba emits high brightness to the outside from the light emitting end surface 11. It is obtained by emitting radiation with a narrow radiation angle and with a higher degree of incoherence than in the case of the conventional semiconductor light emitting diode described above in FIGS. 12-15. Note that in the above description, a case has been described in which the semiconductor crystal layer 3 has two semiconductor crystal layer portions as active layers;
It is also possible to use three or more and obtain light emitted to the outside with a higher degree of incoherence than in the above case. Furthermore, although the above description describes an embodiment in which the present invention is applied to a so-called embedded type semiconductor light emitting diode, the magazine also describes an embodiment in which the present invention is applied to the semiconductor crystal substrate 1 described above in FIGS. 1 to 4. Corresponding (a) ■ A semiconductor crystal substrate having a first conductivity type, and ■ The semiconductor crystal layer described above in FIGS. 1 to 4 formed on the semiconductor crystal substrate and having the first conductivity type. (2) a first semiconductor crystal layer corresponding to the above first semiconductor crystal layer; a second semiconductor crystal layer corresponding to the semiconductor crystal layer 3 described above in FIGS. 1 to 4;
A second semiconductor crystal layer is formed on and in contact with the second semiconductor crystal layer, has a wider energy band gap and a lower +fT index than the second semiconductor crystal layer, and has a conductivity type opposite to the first semiconductor crystal layer. a third semiconductor crystal layer corresponding to the semiconductor crystal layer 4 described above in FIGS. 1 to 4 and having a conductivity type of The crystal layer is not intentionally introduced with an impurity that imparts a conductivity type, or even if it is introduced, it is introduced only at a significantly lower concentration than in the first and third semiconductor crystal layers, and (c) Also, on the first and second main surfaces facing each other of the semiconductor laminate, first and second electrode layers corresponding to the electrode layers 15 and 16 described above in FIGS. 1 to 4 are provided. It is obvious that the present invention can also be applied to a semiconductor light emitting diode in which two electrode layers are arranged facing each other, and (d) one end surface in the longitudinal direction of the semiconductor laminate is used as a light emitting end surface. Probably. Furthermore, in the above description, in terms of a semiconductor light emitting diode that can be applied to the present invention, the first and second electrodes of the second semiconductor crystal layer extending linearly in a stripe shape of the semiconductor stack A portion of the light generated in the region where the layers face each other is reflected at the region where the first and second electrode layers of the second semiconductor crystal layer do not face each other, and the light is reflected in a straight line of the semiconductor stack. In order to prevent the first and second electrode layers of the second semiconductor crystal layer extending in a stripe shape from re-injecting into the region facing each other, the semiconductor stack is
The second semiconductor crystal layer has a relatively long length such that a region where the first and second electrode layers do not face each other has a relatively long length to sufficiently absorb light therein. The present invention is applied to a semiconductor light-emitting diode in which the semiconductor stack is formed with an inclined surface on the end face side opposite to the light emitting end face side so that light is not reflected there. Although an embodiment has been described, for the above-mentioned purpose, the semiconductor stack is constructed such that the ft region in which the first and second electrode layers of the second semiconductor crystal layer are not facing each other is the second semiconductor layer. A semiconductor light emitting diode, a semiconductor stack, in which the first and second electrode layers of the crystal layer are configured to curve and extend from opposing regions; A semiconductor stack, such as a semiconductor light emitting diode, in which a groove having an inner surface extending diagonally across a region where the first and second electrode layers do not face each other is bored from above. It will also be clear that the present invention can be applied to various semiconductor light emitting diodes configured to achieve the above objectives. Furthermore, in the semiconductor light emitting diode according to the present invention described above, "n-type" may be read as "p-type" and "p-type" may be read as "n-type", and in other ways, the spirit of the present invention may be replaced. You will be able to make various changes to your eating habits without losing weight.
第1図、第2図、第3図、及び第4図は、本発明による
半導体発光ダイオードの第1の実施例を示す路線的平面
図、その■−■線上の断面図、■−■線上の断面図、及
び要部をエネルギバンド構造で示す図である。
第5図A〜Dは、第1図〜第4図に示す本発明による半
導体発光ダイオードの説明に供する、駆動電流をパラメ
ータとした、光放射端面から外部に放射して得られる光
の波長2(μm)に対する輝度(任意目盛)の特性を示
す図である。
第6図及び第7図は、本発明による半導体発光ダイオー
ドの第2の実施例を示す断面図及び要部のエネルギバン
ド構造を示す図Cある。
第8図及び第9図は、本発明による半導体発光ダイオー
ドの第3の実施例を示す断面図及び要部のエネルギバン
ド構造を示す図である。
第10図及び第11図は、本発明による半導体発光ダイ
オードの第4の実施例を示す断面図及び要部のエネルギ
バンド構造を示す図である。
第12図、第13図、第14図、及び第15図は、従来
の半導体発光ダイオードを示す路線的平面図、そのxm
−xm線上の断面図、X IVXIV線上の断面図、及
び要部をエネルギバンド構造で示す図である。
1・・・・・・・・・・・・・・・・・・半導体結晶重
板2.3.4.5
・・・・・・・・・・・・・・・、・・・半導体結晶層
3 r 、3 n・・・・・・半導体結晶層3の領域3
a、3b・・・・・・活性層としてのの半導体結晶層部
3ab・・・・・・・・−・・・バリア層としての半導
体結晶層部
10・・・・・・・・・・・・・・・・・・半導体v4
層体11・・・・・・・・・・・・・・・・・・光放射
端面12・・・・・・・・・・・・・・・・・・反射防
止膜14・・・・・・・・・・・・・・・・・・傾斜面
15.16・・・・・・・・・電極層
22.24・・・・・・・・・半導体結晶層第1
ぼ
■
第3図
1鳴
第4閃
第5図
A
第5図
痕λCptt)
第6図
第7図
第8図
第9図
第10図
第11図
第14図
1ぐ
第15図1, 2, 3, and 4 are a linear plan view showing a first embodiment of a semiconductor light emitting diode according to the present invention, a cross-sectional view along the line ■-■, and a cross-sectional view along the line ■-■. FIG. 2 is a cross-sectional view of FIG. FIGS. 5A to 5D show wavelengths 2 of light obtained by radiating the light to the outside from the light emitting end surface, with drive current as a parameter, for explaining the semiconductor light emitting diode according to the present invention shown in FIGS. 1 to 4. FIG. 3 is a diagram showing the characteristics of brightness (arbitrary scale) versus (μm). FIGS. 6 and 7 are a sectional view showing a second embodiment of a semiconductor light emitting diode according to the present invention, and FIG. C showing an energy band structure of the main part. FIGS. 8 and 9 are a cross-sectional view showing a third embodiment of the semiconductor light emitting diode according to the present invention, and a diagram showing the energy band structure of the main part. FIGS. 10 and 11 are a cross-sectional view showing a fourth embodiment of the semiconductor light emitting diode according to the present invention, and a diagram showing the energy band structure of the main part. 12, 13, 14, and 15 are line plan views showing conventional semiconductor light emitting diodes, and their xm
They are a cross-sectional view along the -xm line, a cross-sectional view along the XIVXIV line, and a diagram showing important parts in an energy band structure. 1・・・・・・・・・・・・・・・・・・Semiconductor crystal heavy plate 2.3.4.5 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・Semiconductor Crystal layer 3 r , 3 n...Region 3 of semiconductor crystal layer 3
a, 3b... Semiconductor crystal layer section 3ab as active layer... Semiconductor crystal layer section 10 as barrier layer...・・・・・・・・・Semiconductor v4
Layer body 11......Light emitting end face 12......Anti-reflection coating 14... ......... Slanted surface 15.16... Electrode layer 22.24... Semiconductor crystal layer 1st hole ■ Figure 3 Figure 1 Ring 4 Flash Figure 5 A Figure 5 Mark λCptt) Figure 6 Figure 7 Figure 8 Figure 9 Figure 10 Figure 11 Figure 14 Figure 1 Figure 15
Claims (1)
体結晶基板上に形成され且つ第1の導電型を有する第1
の半導体結晶層と、上記半導体結晶層上にそれと接して
形成され且つ上記第1の半導体結晶層に比し狭いエネル
ギバンドギャップと高い屈折率とを有する第2の半導体
結晶層と、上記第2の半導体結晶層上にそれと接して形
成され且つ上記第2の半導体結晶層に比し広いエネルギ
バンドギャップと低い屈折率とを有するとともに、第1
の導電型とは逆の第2の導電型を有する第3の半導体結
晶層とを有する半導体積層体を有し、上記第2の半導体
結晶層が、導電型を与え る不純物を意図的に導入させていないか導入させている
としても上記第1及び第3の半導体結晶層に比し格段的
に低い濃度でしか導入させていず、 上記半導体積層体の相対向する第1及び第 2の主面上に、第1及び第2の電極層が相対向してそれ
ぞれ配され、 上記半導体積層体の長手方向の一端面を光 放射端面としている半導体発光ダイオードにおいて、 上記第2の半導体結晶層が、互に異なるエ ネルギバンドギャップを有する活性層としての複数の半
導体結晶層部を有し、 上記活性層としての複数の半導体結晶層部 が、それらに比し広いが上記第1及び第3の半導体結晶
層よりも狭いエネルギバンドギャップを有するバリア層
としての半導体結晶層部を介してまたは介することなし
に、順次積層されていることを特徴とする半導体発光ダ
イオード。 2、特許請求の範囲第1記載の半導体発光ダイオードに
おいて、 上記第2の半導体結晶層と第1の半導体結 晶層との間に、上記第1の半導体結晶層のエネルギバン
ドギャツプと上記第2の半導体結晶層が有する活性層と
しての複数の半導体結晶層部中の最も広いエネルギバン
ドギャップを有する半導体結晶層部のエネルギバンドギ
ャップとの間のエネルギバンドギャップを有する第4の
半導体結晶層が介挿され、且つ 上記第2の半導体結晶層と第3の半導体結 晶層との間に、上記第3の半導体結晶層のエネルギバン
ドギャップと上記第2の半導体結晶層が有する活性層と
しての複数の半導体結晶層部中の最も広いエネルギバン
ドギャップを有する半導体結晶層部のエネルギバンドギ
ャップとの間のエネルギバンドギャップを有する第5の
半導体結晶層が介挿されていることを特徴とする半導体
発光ダイオード。[Claims] 1. A semiconductor crystal substrate having a first conductivity type, and a first semiconductor crystal substrate formed on the semiconductor crystal substrate and having the first conductivity type.
a second semiconductor crystal layer formed on and in contact with the semiconductor crystal layer and having a narrower energy bandgap and higher refractive index than the first semiconductor crystal layer; The first semiconductor crystal layer is formed on and in contact with the second semiconductor crystal layer, and has a wider energy band gap and lower refractive index than the second semiconductor crystal layer.
a third semiconductor crystal layer having a second conductivity type opposite to that of the second semiconductor crystal layer, wherein the second semiconductor crystal layer is intentionally introduced with an impurity imparting a conductivity type. If not, or even if it is introduced, it is only introduced at a much lower concentration than in the first and third semiconductor crystal layers, and the first and second principal surfaces of the semiconductor stack are opposed to each other. In a semiconductor light emitting diode, a first and a second electrode layer are disposed facing each other thereon, and one end face in the longitudinal direction of the semiconductor laminate is a light emitting end face, wherein the second semiconductor crystal layer is It has a plurality of semiconductor crystal layer parts as active layers having mutually different energy band gaps, and the plurality of semiconductor crystal layer parts as active layers are wider than the first and third semiconductor crystal layers. 1. A semiconductor light emitting diode characterized in that the semiconductor light emitting diode is sequentially stacked with or without a semiconductor crystal layer serving as a barrier layer having an energy band gap narrower than that of the semiconductor light emitting diode. 2. The semiconductor light emitting diode according to claim 1, wherein an energy band gap between the first semiconductor crystal layer and the second semiconductor crystal layer is provided between the second semiconductor crystal layer and the first semiconductor crystal layer. A fourth semiconductor crystal layer having an energy band gap between the energy band gap of the semiconductor crystal layer portion having the widest energy band gap among the plurality of semiconductor crystal layer portions serving as an active layer of the semiconductor crystal layer is interposed. and between the second semiconductor crystal layer and the third semiconductor crystal layer, an energy band gap of the third semiconductor crystal layer and a plurality of semiconductors as active layers that the second semiconductor crystal layer has. 1. A semiconductor light-emitting diode, characterized in that a fifth semiconductor crystal layer is interposed, the fifth semiconductor crystal layer having an energy band gap between the energy band gap of the semiconductor crystal layer portion having the widest energy band gap among the crystal layer portions.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1171376A JPH0335567A (en) | 1989-07-03 | 1989-07-03 | Semiconductor light emitting diode |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1171376A JPH0335567A (en) | 1989-07-03 | 1989-07-03 | Semiconductor light emitting diode |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0335567A true JPH0335567A (en) | 1991-02-15 |
Family
ID=15922033
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1171376A Pending JPH0335567A (en) | 1989-07-03 | 1989-07-03 | Semiconductor light emitting diode |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0335567A (en) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57109387A (en) * | 1980-12-26 | 1982-07-07 | Fujitsu Ltd | Light emitting element |
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| JPS63240084A (en) * | 1987-03-27 | 1988-10-05 | Seiko Epson Corp | semiconductor light emitting device |
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| JPH02294081A (en) * | 1989-05-09 | 1990-12-05 | Hitachi Cable Ltd | light emitting element |
-
1989
- 1989-07-03 JP JP1171376A patent/JPH0335567A/en active Pending
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