JPH0345906B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0345906B2 JPH0345906B2 JP59130408A JP13040884A JPH0345906B2 JP H0345906 B2 JPH0345906 B2 JP H0345906B2 JP 59130408 A JP59130408 A JP 59130408A JP 13040884 A JP13040884 A JP 13040884A JP H0345906 B2 JPH0345906 B2 JP H0345906B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light emitting
- light
- island
- regions
- emitting region
- 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.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
- H10H29/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one light-emitting semiconductor element covered by group H10H20/00
- H10H29/10—Integrated devices comprising at least one light-emitting semiconductor component covered by group H10H20/00
- H10H29/14—Integrated devices comprising at least one light-emitting semiconductor component covered by group H10H20/00 comprising multiple light-emitting semiconductor components
- H10H29/142—Two-dimensional arrangements, e.g. asymmetric LED layout
Landscapes
- Led Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
この発明は半導体発光素子、特に面発光型発光
素子の発光領域の構造に関する。
素子の発光領域の構造に関する。
（従来の技術）
従来から種々の構造の半導体発光素子が提案さ
れている。第２図は従来公知の面発光型半導体発
光素子の一例であるAlGaAs／GaAsダブルヘテ
ロ構造の発光ダイオードを示す断面図である。こ
の発光ダイオードはｐ−GaAs基板２０上にｐ−
GaAs電流狭窄層（ブロツキング層ともいう）２
１を有し、その窓２１ａの所で基板面２０ａが露
出している。この電流狭窄層２１及び露出基板面
２０ａ上に順次にｐ−AlxGa1-xAsの第一クラツ
ド層２２、AlyGa1-yAsの活性層２３、ｎ−
AlzGa1-zAsの第二クラツド層２４、ｎ−GaAsの
キヤツプ層２５が形成されている。この活性層２
３はｐ型、ｎ型又はノンドープ型のいずれであつ
ても良い。また、混晶の組成比ｘ、ｙ、ｚの間に
はｙ＜ｘ、ｙ＜ｚの関係がある。また、キヤツプ
層２５は発光領域２６から発光した光を取り出す
ための光取り出し窓２５ａが形成されている。
尚、２７はキヤツプ層２５と、基板２０との間に
バイアス電圧を印加するため、下側電極２８およ
び上側電極２９間に接続される電源である。
れている。第２図は従来公知の面発光型半導体発
光素子の一例であるAlGaAs／GaAsダブルヘテ
ロ構造の発光ダイオードを示す断面図である。こ
の発光ダイオードはｐ−GaAs基板２０上にｐ−
GaAs電流狭窄層（ブロツキング層ともいう）２
１を有し、その窓２１ａの所で基板面２０ａが露
出している。この電流狭窄層２１及び露出基板面
２０ａ上に順次にｐ−AlxGa1-xAsの第一クラツ
ド層２２、AlyGa1-yAsの活性層２３、ｎ−
AlzGa1-zAsの第二クラツド層２４、ｎ−GaAsの
キヤツプ層２５が形成されている。この活性層２
３はｐ型、ｎ型又はノンドープ型のいずれであつ
ても良い。また、混晶の組成比ｘ、ｙ、ｚの間に
はｙ＜ｘ、ｙ＜ｚの関係がある。また、キヤツプ
層２５は発光領域２６から発光した光を取り出す
ための光取り出し窓２５ａが形成されている。
尚、２７はキヤツプ層２５と、基板２０との間に
バイアス電圧を印加するため、下側電極２８およ
び上側電極２９間に接続される電源である。
このような構造の従来の発光素子の特色は発光
領域２６の寸法Ｄを出来るだけ広くとることによ
り所定の駆動電流Ｉに対し発光領域２６での電流
密度を下げようとするものであつた。
領域２６の寸法Ｄを出来るだけ広くとることによ
り所定の駆動電流Ｉに対し発光領域２６での電流
密度を下げようとするものであつた。
このように発光領域を広げる理由は次のように
考えられる。発光領域２６に結晶欠陥によるダー
クスポツト欠陥（DSD）がもともと存在してお
り、これらダークスポツト欠陥（DSD）が発振
光を吸収して増殖し線状欠陥（DLD）へと進展
していくというメカニズムで発光素子が劣化す
る。この欠陥増殖の速さは発光領域での電流密度
に強く依存する。従つて、発光素子の長寿命化を
図ろうとするために、発光領域の面積を出来るだ
け広げて電流密度を低減させることが効果的であ
ると考えられるからである。
考えられる。発光領域２６に結晶欠陥によるダー
クスポツト欠陥（DSD）がもともと存在してお
り、これらダークスポツト欠陥（DSD）が発振
光を吸収して増殖し線状欠陥（DLD）へと進展
していくというメカニズムで発光素子が劣化す
る。この欠陥増殖の速さは発光領域での電流密度
に強く依存する。従つて、発光素子の長寿命化を
図ろうとするために、発光領域の面積を出来るだ
け広げて電流密度を低減させることが効果的であ
ると考えられるからである。
（発明が解決しようとする問題点）
しかしながら、発光領域を広げることの出来る
範囲も限界があり、従つて、発光素子の長寿命化
もそれほど期待出来ないという欠点があつた。
範囲も限界があり、従つて、発光素子の長寿命化
もそれほど期待出来ないという欠点があつた。
この発明の目的は、発光素子の接合部の構造を
工夫するという、従来方法とは全く別の手段によ
り、発光素子の長寿命化を図つた半導体発光素子
を提供することにある。
工夫するという、従来方法とは全く別の手段によ
り、発光素子の長寿命化を図つた半導体発光素子
を提供することにある。
（問題点を解決するための手段）
この目的の達成を図るため、この発明によれ
ば、pnp内部電流狭窄構造の非発光領域でそれぞ
れ取囲まれた複数個の微細な島状発光領域と、前
記基板の裏面及び前記非発光領域上に形成され、
前記複数の島状発光領域に共通に電圧を印加する
ための一対の電極とを有し、前記複数の島状発光
領域は全体として実質的に一個の発光領域を形成
してなることを特徴とする。
ば、pnp内部電流狭窄構造の非発光領域でそれぞ
れ取囲まれた複数個の微細な島状発光領域と、前
記基板の裏面及び前記非発光領域上に形成され、
前記複数の島状発光領域に共通に電圧を印加する
ための一対の電極とを有し、前記複数の島状発光
領域は全体として実質的に一個の発光領域を形成
してなることを特徴とする。
（作用）
このように構成すれば、一つの半導体発光素子
の発光領域を、上下の一対の電極を共通にした状
態で、微細の島状発光領域に細分化し、これら一
個一個の島状発光領域が微細な島状発光素子を形
成する構造であるから、各島状発光領域の寸法を
結晶欠陥の存在を無視出来る程度の大きさとする
ことが出来ると共に、非発光領域によつて隣接す
る島状発光領域に結晶欠陥に伝播を防ぐことが出
来る、従つて、発光素子の劣化の防止を図ること
が出来、発光素子の長寿命化を図ることが出来
る。
の発光領域を、上下の一対の電極を共通にした状
態で、微細の島状発光領域に細分化し、これら一
個一個の島状発光領域が微細な島状発光素子を形
成する構造であるから、各島状発光領域の寸法を
結晶欠陥の存在を無視出来る程度の大きさとする
ことが出来ると共に、非発光領域によつて隣接す
る島状発光領域に結晶欠陥に伝播を防ぐことが出
来る、従つて、発光素子の劣化の防止を図ること
が出来、発光素子の長寿命化を図ることが出来
る。
（実施例）
以下、図面を参照して、この発明の実施例につ
き説明する。
き説明する。
第１図Ａはこの発明の半導体発光素子の一実施
例の一部分を示す略線的平面図（但し、電極は省
略してある）であり、第１図ＢはそのＡ−Ａ線の
断面図である。
例の一部分を示す略線的平面図（但し、電極は省
略してある）であり、第１図ＢはそのＡ−Ａ線の
断面図である。
第１図Ａ及びＢに示す実施例では、１はｐ型基
板、２はｎ型電流狭窄層、３はｐ型第一クラツド
層、４は活性層、５はｎ型第二クラツド層、６は
ｎ型キヤツプ層、及び７は電源で、基本的には第
２図の構造と同一である。
板、２はｎ型電流狭窄層、３はｐ型第一クラツド
層、４は活性層、５はｎ型第二クラツド層、６は
ｎ型キヤツプ層、及び７は電源で、基本的には第
２図の構造と同一である。
この発明によれば、一個の半導体発光素子の、
第１図Ａに破線８で示す本来有効的な発光領域内
に離散的に複数個の微細な島状発光領域９ａ，９
ｂ，９ｃ，９ｄ，９ｅ，９ｆ，……に細分化し、
これら各島状発光領域９ａ〜９ｆ，……の周囲を
非発光領域でそれぞれ取囲んだ構造とする。そし
て、この発光素子の基板１の裏面に下側電極１０
を設け、非発光領域上に各島状発光領域に共通の
上側電極１１を設け、この上側電極１１および下
側電極１０間に電源７を接続して複数の全ての島
状発光領域に共通にバイアス電圧を印加する構造
とする。これら微細な島状発光領域９ａ〜９ｆ，
……の各々をｎ型電流狭窄層２、ｐ型第一クラツ
ド層３、活性層４、ｎ型第二クラツド層５、ｎ型
キヤツプ層６から成る独立した微細な島状発光素
子で形成するので、電流狭窄層２とこれに隣接す
る基板１及び第一クラツド層３の導電型がpnp構
造となるので、バイアス電圧を印加した時この
pnp構造の所では電流が流れないので、非発光領
域を各島状発光素子に周囲の電流狭窄層２で形成
することが出来る。
第１図Ａに破線８で示す本来有効的な発光領域内
に離散的に複数個の微細な島状発光領域９ａ，９
ｂ，９ｃ，９ｄ，９ｅ，９ｆ，……に細分化し、
これら各島状発光領域９ａ〜９ｆ，……の周囲を
非発光領域でそれぞれ取囲んだ構造とする。そし
て、この発光素子の基板１の裏面に下側電極１０
を設け、非発光領域上に各島状発光領域に共通の
上側電極１１を設け、この上側電極１１および下
側電極１０間に電源７を接続して複数の全ての島
状発光領域に共通にバイアス電圧を印加する構造
とする。これら微細な島状発光領域９ａ〜９ｆ，
……の各々をｎ型電流狭窄層２、ｐ型第一クラツ
ド層３、活性層４、ｎ型第二クラツド層５、ｎ型
キヤツプ層６から成る独立した微細な島状発光素
子で形成するので、電流狭窄層２とこれに隣接す
る基板１及び第一クラツド層３の導電型がpnp構
造となるので、バイアス電圧を印加した時この
pnp構造の所では電流が流れないので、非発光領
域を各島状発光素子に周囲の電流狭窄層２で形成
することが出来る。
次に、Ａ−Ａ線に沿つて測つたときの島状発光
領域９ａ〜９ｃ及び非発光領域の寸法d1及びd2に
つき説明する。
領域９ａ〜９ｃ及び非発光領域の寸法d1及びd2に
つき説明する。
発光領域内に結晶欠陥が一個でも存在すると、
素子劣化の原因となるので、島状発光領域９ａ，
９ｂ，９ｃの寸法d1は出来るだけ小さくし、結晶
欠陥が入り込む確率を低減することが必要であ
る。従つて、通常は寸法d1を50〜10μｍ程度とす
るのが好適である。
素子劣化の原因となるので、島状発光領域９ａ，
９ｂ，９ｃの寸法d1は出来るだけ小さくし、結晶
欠陥が入り込む確率を低減することが必要であ
る。従つて、通常は寸法d1を50〜10μｍ程度とす
るのが好適である。
一方、非発光領域すなわち隣接する島状発光領
域間の寸法d2は、かりに島状発光領域９ａ，９
ｂ，９ｃに結晶欠陥が発生しても、隣接する島状
発光素子にこの欠陥が伝播して前述したダークス
ポツト欠陥から線状欠陥へと増殖するのを防止出
来る程度の大きさ、例えば、通常は10μｍの以上
とするのが好適である。
域間の寸法d2は、かりに島状発光領域９ａ，９
ｂ，９ｃに結晶欠陥が発生しても、隣接する島状
発光素子にこの欠陥が伝播して前述したダークス
ポツト欠陥から線状欠陥へと増殖するのを防止出
来る程度の大きさ、例えば、通常は10μｍの以上
とするのが好適である。
上述した実施例では、微細な島状発光領域を平
面的に見た場合円形に形成した例を示したが、こ
れに限定されるものではなく、結晶欠陥が入り込
む確率を低減させかつ隣接する各島状発光領域間
で欠陥の伝播を抑えることが出来る形状であれば
任意の形状であつて良い。
面的に見た場合円形に形成した例を示したが、こ
れに限定されるものではなく、結晶欠陥が入り込
む確率を低減させかつ隣接する各島状発光領域間
で欠陥の伝播を抑えることが出来る形状であれば
任意の形状であつて良い。
また、上述した半導体発光素子の基板の導電型
をｐ型としたが、ｎ型基板を用い、これに伴ない
その上側に積層する各層の導電型を反対導電型と
して構成することが出来る。
をｐ型としたが、ｎ型基板を用い、これに伴ない
その上側に積層する各層の導電型を反対導電型と
して構成することが出来る。
さらに、基板状に積層する発光に寄与する層構
造は上述した図示の構造のものに限定されるもの
ではなく、どのような構造であつても良い。
造は上述した図示の構造のものに限定されるもの
ではなく、どのような構造であつても良い。
（発明の効果）
上述した説明からも明らかなように、この発明
半導体発光素子の構造によれば、本来の半導体発
光素子一個分の発光領域を微細な多数の島状発光
領域に細分化し、各島状発光領域内での結晶欠陥
の存在確率を低減することが出来ると共に、隣接
する島状発光領域間を非発光領域で分離してある
ので、結晶欠陥の増殖を抑制することが出来る
る。従つて、この発明の半導体発光素子によれ
ば、従来の半導体発光素子の場合よりも、高出力
化及び長寿命化を図ることが出来る。また、各発
光領域に対し電極が共通に設けられているので、
これら発光領域を同時に発光させることができ
る。
半導体発光素子の構造によれば、本来の半導体発
光素子一個分の発光領域を微細な多数の島状発光
領域に細分化し、各島状発光領域内での結晶欠陥
の存在確率を低減することが出来ると共に、隣接
する島状発光領域間を非発光領域で分離してある
ので、結晶欠陥の増殖を抑制することが出来る
る。従つて、この発明の半導体発光素子によれ
ば、従来の半導体発光素子の場合よりも、高出力
化及び長寿命化を図ることが出来る。また、各発
光領域に対し電極が共通に設けられているので、
これら発光領域を同時に発光させることができ
る。
第１図Ａ及びＢはこの発明の半導体発光素子の
構造を説明するための略線的略線的平面図及びそ
のＡ−Ａ線に沿つた断面図、第２図は従来の半導
体発光素子を示す断面図である。 １……ｐ型基板、２……ｎ型電流狭窄層（又は
非発光領域）、３……ｐ型第一クラツド層、４…
…活性層、５……ｎ型第二クラツド層、６……ｎ
型キヤツプ層、７……電源、８……有効的な発光
領域、９ａ〜９ｆ，……微細な島状発光領域。
構造を説明するための略線的略線的平面図及びそ
のＡ−Ａ線に沿つた断面図、第２図は従来の半導
体発光素子を示す断面図である。 １……ｐ型基板、２……ｎ型電流狭窄層（又は
非発光領域）、３……ｐ型第一クラツド層、４…
…活性層、５……ｎ型第二クラツド層、６……ｎ
型キヤツプ層、７……電源、８……有効的な発光
領域、９ａ〜９ｆ，……微細な島状発光領域。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 基板上にpn接合構造の発光領域を有する面
発光型の半導体発光素子において、 pnp内部電流狭窄構造の非発光領域でそれぞれ
取囲まれた複数個の微細な島状発光領域と、 前記基板の裏面及び前記非発光領域上に形成さ
れ、前記複数の島状発光領域に共通に電圧を印加
するための一対の電極とを有し、 前記複数の島状発光領域は全体として実質的に
一個の発光領域を形成してなる ことを特徴とする半導体発光素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59130408A JPS618981A (ja) | 1984-06-23 | 1984-06-23 | 半導体発光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59130408A JPS618981A (ja) | 1984-06-23 | 1984-06-23 | 半導体発光素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS618981A JPS618981A (ja) | 1986-01-16 |
| JPH0345906B2 true JPH0345906B2 (ja) | 1991-07-12 |
Family
ID=15033560
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59130408A Granted JPS618981A (ja) | 1984-06-23 | 1984-06-23 | 半導体発光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS618981A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002103811A1 (fr) * | 2001-06-15 | 2002-12-27 | Nichia Corporation | Appareil semi-conducteur d'emission de lumiere |
| CN1324772C (zh) * | 2002-06-19 | 2007-07-04 | 日本电信电话株式会社 | 半导体发光器件 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1117113A (en) * | 1913-10-04 | 1914-11-10 | Solomon R Wagg | Method of treating paper. |
| US3290539A (en) * | 1963-09-16 | 1966-12-06 | Rca Corp | Planar p-nu junction light source with reflector means to collimate the emitted light |
-
1984
- 1984-06-23 JP JP59130408A patent/JPS618981A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS618981A (ja) | 1986-01-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |