JPH0348467A - 発光ダイオード - Google Patents
発光ダイオードInfo
- Publication number
- JPH0348467A JPH0348467A JP2101442A JP10144290A JPH0348467A JP H0348467 A JPH0348467 A JP H0348467A JP 2101442 A JP2101442 A JP 2101442A JP 10144290 A JP10144290 A JP 10144290A JP H0348467 A JPH0348467 A JP H0348467A
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- Japan
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- type
- layer
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- active layer
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- Pending
Links
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 abstract description 9
- 239000000758 substrate Substances 0.000 abstract description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 2
- 125000005842 heteroatom Chemical group 0.000 description 2
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- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
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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Ｇ ａ Ａ ｊ’ Ａ ｓ Ｇ ａ Ａ ｓ
系の発光ダイオードの構造に関するものである。
系の発光ダイオードの構造に関するものである。
プラスチックファイバーを用いて簡易通信を行う光通信
システムの光源として、従来第２図に示すような発光ピ
ーク波長が６６０ｎｍ程度のＧａＡ １２ Ａ ｓ ／
Ｇ ａ Ａ ｓ発光ダイオードがある。同図に示すよ
うに、従来素子はＰ型Ｇ ａ Ａ ｓ基板１上に濃度が
３ Ｘ １ ０ １７ｃｍ−３のＰ型Ｇ ａ ｏ．ｍｓ
Ａ Ｉｌ ｏ．ｓｅ Ａ ｓ活性層２ａ及び濃度がＰ
Ｎ接合部より０．５μｍ位置でＩ Ｘ １ ０ １７ｃ
ｍ”−３、表面付近でＩ Ｘ ｌ Ｏ ”ｃｍ−３と濃
度勾配を有するＮ型Ｇ ａ ｏ．ｓＡ （！ ＯアＡｓ
層３ａを形或した構造を有していた。
システムの光源として、従来第２図に示すような発光ピ
ーク波長が６６０ｎｍ程度のＧａＡ １２ Ａ ｓ ／
Ｇ ａ Ａ ｓ発光ダイオードがある。同図に示すよ
うに、従来素子はＰ型Ｇ ａ Ａ ｓ基板１上に濃度が
３ Ｘ １ ０ １７ｃｍ−３のＰ型Ｇ ａ ｏ．ｍｓ
Ａ Ｉｌ ｏ．ｓｅ Ａ ｓ活性層２ａ及び濃度がＰ
Ｎ接合部より０．５μｍ位置でＩ Ｘ １ ０ １７ｃ
ｍ”−３、表面付近でＩ Ｘ ｌ Ｏ ”ｃｍ−３と濃
度勾配を有するＮ型Ｇ ａ ｏ．ｓＡ （！ ＯアＡｓ
層３ａを形或した構造を有していた。
ここでＮ型Ｇ ａ Ｏ，３ Ａ １２ ｃｔ Ａ ｓ層
の濃度は、素子の光出力を大きくとる為上述のごとく比
較的低い濃度に設定されていた。
の濃度は、素子の光出力を大きくとる為上述のごとく比
較的低い濃度に設定されていた。
またＰ型Ｇ ＆ １６４ Ａ Ｉ２ａｓｓ Ａ ｓ層２
ａのドーパントはＺｎをＮ型Ｇ ａ Ｏ．３ Ａ Ｉ２
０．７ Ａ Ｓ層３ａのドーパントはＴｅを用いてい
た。
ａのドーパントはＺｎをＮ型Ｇ ａ Ｏ．３ Ａ Ｉ２
０．７ Ａ Ｓ層３ａのドーパントはＴｅを用いてい
た。
上述した従来素子において、素子の応答速度を速くする
為、Ｐ型ＧａＡｆＡｓ活性層２ａの濃度を高くした際、
第４図に示すように逆に応答速度が大幅に遅くなる不具
合を生じた． このことは、Ｐ型ドーパントであるＺｎがＮ型Ｇａｏ．
ｓＡｎａｔＡｓ層３ａ中に混合し、ＰＮ接合がＮ型Ｇａ
ａ３ＡＪａ，ｔＡｓ層３ａ中に移動してしまう、いわゆ
るリモート接合を形成してしまう為に生じた現象である
。
為、Ｐ型ＧａＡｆＡｓ活性層２ａの濃度を高くした際、
第４図に示すように逆に応答速度が大幅に遅くなる不具
合を生じた． このことは、Ｐ型ドーパントであるＺｎがＮ型Ｇａｏ．
ｓＡｎａｔＡｓ層３ａ中に混合し、ＰＮ接合がＮ型Ｇａ
ａ３ＡＪａ，ｔＡｓ層３ａ中に移動してしまう、いわゆ
るリモート接合を形成してしまう為に生じた現象である
。
上述した従来の発光ダイオードに対し、本発明の発光ダ
イオードは、活性層に接するＮ型ＧａＡＡＡｓ層の同活
性層界面より０．５μｍ位置での濃度を２〜８ Ｘ １
０ １７ｃｍ−”と従来より高くしているという相違
点を有する。
イオードは、活性層に接するＮ型ＧａＡＡＡｓ層の同活
性層界面より０．５μｍ位置での濃度を２〜８ Ｘ １
０ １７ｃｍ−”と従来より高くしているという相違
点を有する。
本発明の発光ダイオードは、濃度が８ Ｘ １ ０ １
７ｃｍ−”以上のＰ型ＧａＡＡＡｓ活性層と、同層に接
し、かつ、少なくとも同層との接合部より０．５μｍ位
置での濃度が２〜８ Ｘ １ ０ ”ｃｍ−３の範囲に
あるＮ型ＧａＡｌＡｓ層とを有している。
７ｃｍ−”以上のＰ型ＧａＡＡＡｓ活性層と、同層に接
し、かつ、少なくとも同層との接合部より０．５μｍ位
置での濃度が２〜８ Ｘ １ ０ ”ｃｍ−３の範囲に
あるＮ型ＧａＡｌＡｓ層とを有している。
次に、本発明の第１の実施例であるＧａＡＡＡｓ−Ｇａ
Ａｓシングルへテロ（以下ＳＨと略す）型素子について
図面を参照して説明する。第１図において、Ｐ型Ｇ ａ
Ａ ｓ基板１上に形或されたＰ型Ｇ ａ ０．６ ４
Ａ Ｉ２ ｏ３ｅ Ａ ｓ活性層２は層厚が３０μｍ
であり、また濃度が８ Ｘ １ ０ １７ｃｍ−’とな
るようにＰ型ドーパントであるＺｎがドープされている
。またその上に形威されたＮ型Ｇ ａ ｏ．ｘ Ａ （
ｌ ｏ．ｒ Ａ Ｓ層３は層厚が５０μｍであり、また
濃度がＰ型Ｇａｏ．ｇ４Ａ ＩＩ ｏ．ｓａ Ａ ｓ層
２との界面部より０．５μｍ位置において２ Ｘ １
０ １ｔｃｍ−”から８ Ｘ １ ０ １７ｃｍ−’と
なるようにＮ型ドーパントのＴｅがドープされている。
Ａｓシングルへテロ（以下ＳＨと略す）型素子について
図面を参照して説明する。第１図において、Ｐ型Ｇ ａ
Ａ ｓ基板１上に形或されたＰ型Ｇ ａ ０．６ ４
Ａ Ｉ２ ｏ３ｅ Ａ ｓ活性層２は層厚が３０μｍ
であり、また濃度が８ Ｘ １ ０ １７ｃｍ−’とな
るようにＰ型ドーパントであるＺｎがドープされている
。またその上に形威されたＮ型Ｇ ａ ｏ．ｘ Ａ （
ｌ ｏ．ｒ Ａ Ｓ層３は層厚が５０μｍであり、また
濃度がＰ型Ｇａｏ．ｇ４Ａ ＩＩ ｏ．ｓａ Ａ ｓ層
２との界面部より０．５μｍ位置において２ Ｘ １
０ １ｔｃｍ−”から８ Ｘ １ ０ １７ｃｍ−’と
なるようにＮ型ドーパントのＴｅがドープされている。
ここで発光ダイオード素子の立上り時間はＰ型Ｇ ａ
Ａ １２ Ａ ｓ活性層２の濃度と隣接するＮ型ＧａＡ
ｎＡｓ層３の濃度によって影響を受ける。第４図に示す
ようにＰ型ＧａＡｆＡｓ活性層２の濃度を８ Ｘ １
０ １７ｃｍ−”以上とすることにより活性層中へ注入
された電子の再結合時間を短かくできる為素子の立上り
時間を短かくできる効果がある。
Ａ １２ Ａ ｓ活性層２の濃度と隣接するＮ型ＧａＡ
ｎＡｓ層３の濃度によって影響を受ける。第４図に示す
ようにＰ型ＧａＡｆＡｓ活性層２の濃度を８ Ｘ １
０ １７ｃｍ−”以上とすることにより活性層中へ注入
された電子の再結合時間を短かくできる為素子の立上り
時間を短かくできる効果がある。
また第４図に示すようにＮ型Ｇ ａ ６３ Ａ ＩＩ
ｏ．ｒ Ａ Ｓ層３の濃度を２ Ｘ １ ０ ”ｃｍ−
”以上とすることにより、リモート接合により応答速度
が悪化する不具合を低減できる効果がある。
ｏ．ｒ Ａ Ｓ層３の濃度を２ Ｘ １ ０ ”ｃｍ−
”以上とすることにより、リモート接合により応答速度
が悪化する不具合を低減できる効果がある。
一方、この効果はＮ濃度を高くするほど大きな効果が得
られるが、反面第５図に示すように、Ｎ濃度を増加させ
るに伴い光出力が低下する為本実施例の素子ではＮ濃度
を２ Ｘ １ ０ ”ｃｍ−’から８×１０”ｃｍ−３
に選んでいる。
られるが、反面第５図に示すように、Ｎ濃度を増加させ
るに伴い光出力が低下する為本実施例の素子ではＮ濃度
を２ Ｘ １ ０ ”ｃｍ−’から８×１０”ｃｍ−３
に選んでいる。
〔実施例２〕
次に本発明の第２の実施例であるＧａＡｆＡｓ− Ｇ
ａ Ａ ｓダブルへテロ（Ｄ Ｈ）型素子について説明
する。
ａ Ａ ｓダブルへテロ（Ｄ Ｈ）型素子について説明
する。
本第２の実施例の素子は第３図に示すようにＰ型Ｇ ａ
Ａ ｓ基板ｌ上に厚さ３，ｕｍのＰ型ＧａＡｌＡｓク
ラッド層４，さらに厚さｌμｍのＰ型ＧａＡｎＡｓ活性
層２ｂ，さらに厚さ５０μｍのＮ型Ｇ ａ Ａ ＩＩ
Ａ ｓ層３ｂを形成している。従って本第２の実施例の
素子は第１の実施例の素子に比べダブルへテロ構造とな
っている事及びＰ型ＧａＡｉ７Ａｓ活性層２ｂが１μｍ
と薄い事により同活性層中へ注入されたキャリアを閉じ
込める事ができ、さらにキャリア密度をアップする事が
できる為ライフタイムを短かくでき、素子の立上り時間
を低減することができる。本第２の実施例の素子におい
ても、第６図のようにＰ型ＧａＡｎＡｓ活性層２ｂ及び
Ｎ型ＧａＡＡＡｓ層３ｂの濃度を第ｌの実施例の素子と
同様に選ぶことにより、第１の実施例の素子と同様の効
果を実現することができる。
Ａ ｓ基板ｌ上に厚さ３，ｕｍのＰ型ＧａＡｌＡｓク
ラッド層４，さらに厚さｌμｍのＰ型ＧａＡｎＡｓ活性
層２ｂ，さらに厚さ５０μｍのＮ型Ｇ ａ Ａ ＩＩ
Ａ ｓ層３ｂを形成している。従って本第２の実施例の
素子は第１の実施例の素子に比べダブルへテロ構造とな
っている事及びＰ型ＧａＡｉ７Ａｓ活性層２ｂが１μｍ
と薄い事により同活性層中へ注入されたキャリアを閉じ
込める事ができ、さらにキャリア密度をアップする事が
できる為ライフタイムを短かくでき、素子の立上り時間
を低減することができる。本第２の実施例の素子におい
ても、第６図のようにＰ型ＧａＡｎＡｓ活性層２ｂ及び
Ｎ型ＧａＡＡＡｓ層３ｂの濃度を第ｌの実施例の素子と
同様に選ぶことにより、第１の実施例の素子と同様の効
果を実現することができる。
以上説明したように本発明は、Ｎ型ＧａＡｊ７Ａｓ層の
ＰＮ接合付近での濃度を従来よりアップし、ＰＮ接合部
より０．５μｍ離れた位置での濃度を２〜８ Ｘ １
０ ”ａｎ−”とする事により素子の発光効率をそれほ
ど低減させる事なく、結晶成長時にＰ型Ｇ ａ Ａ １
２ Ａ ｓ活性層のドーパントであるＺｎによってＮ型
ＧａＡｆＡｓ層がＰ反転することを抑制してＰ型Ｇ ａ
Ａ ｊｉ’ Ａ ｓ活性層中のキャリアがＮ型ＧａＡ
ｌＡｓ層中へもれる事を防ぎ、Ｐ型ドーパントを増加さ
せてもリモート接合の発生を押える素子の応答速度を低
減できる効果がある。
ＰＮ接合付近での濃度を従来よりアップし、ＰＮ接合部
より０．５μｍ離れた位置での濃度を２〜８ Ｘ １
０ ”ａｎ−”とする事により素子の発光効率をそれほ
ど低減させる事なく、結晶成長時にＰ型Ｇ ａ Ａ １
２ Ａ ｓ活性層のドーパントであるＺｎによってＮ型
ＧａＡｆＡｓ層がＰ反転することを抑制してＰ型Ｇ ａ
Ａ ｊｉ’ Ａ ｓ活性層中のキャリアがＮ型ＧａＡ
ｌＡｓ層中へもれる事を防ぎ、Ｐ型ドーパントを増加さ
せてもリモート接合の発生を押える素子の応答速度を低
減できる効果がある。
第１図及び第３図は、それぞれ本発明の第１及び第２の
実施例の素子の断面図。 また第２図は従来の素子の断面図である。 １・・・・・・Ｐ型ＧａＡｓ基板、２．２ａ，２ｂ・・
・・・・Ｐ型ＧａＡｆＡｓ活性層、３． ３ ａ，
３ ｂ−Ｎ型ＧａＡＩ２Ａｓ層、４・・・・・・Ｐ型Ｇ
ａＡ４Ａｓ層、５・・・・・・Ｎ型電極、６・・・・・
・Ｐ型電極。 第４図，第６図は活性層濃度と立上り時間の関係。 第５図ＰＮ接合部より０．５μｍ位置でのＮ型ＧａＡｉ
７Ａｓ層の濃度と発光ダイオードの光出力との関係を示
した図である。
実施例の素子の断面図。 また第２図は従来の素子の断面図である。 １・・・・・・Ｐ型ＧａＡｓ基板、２．２ａ，２ｂ・・
・・・・Ｐ型ＧａＡｆＡｓ活性層、３． ３ ａ，
３ ｂ−Ｎ型ＧａＡＩ２Ａｓ層、４・・・・・・Ｐ型Ｇ
ａＡ４Ａｓ層、５・・・・・・Ｎ型電極、６・・・・・
・Ｐ型電極。 第４図，第６図は活性層濃度と立上り時間の関係。 第５図ＰＮ接合部より０．５μｍ位置でのＮ型ＧａＡｉ
７Ａｓ層の濃度と発光ダイオードの光出力との関係を示
した図である。
Claims (1)
- 濃度が８×１０＾１＾７ｃｍ＾−＾３以上のＰ型ＧａＡ
ｌＡｓ活性層と、同活性層と接し、かつ、少なくとも同
活性層との界面より０．５μｍ位置での濃度が２＜１０
＾１＾７ｃｍ＾−＾３から８×１０＾１＾７ｃｍ＾−＾
３の範囲にあるＮ型ＧａＡｌＡｓ層とを含んでなる事を
特徴とするＧａＡｌＡｓ−ＧａＡｓ系発光ダイオード。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2101442A JPH0348467A (ja) | 1989-04-17 | 1990-04-17 | 発光ダイオード |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9799989 | 1989-04-17 | ||
| JP1-97999 | 1989-04-17 | ||
| JP2101442A JPH0348467A (ja) | 1989-04-17 | 1990-04-17 | 発光ダイオード |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0348467A true JPH0348467A (ja) | 1991-03-01 |
Family
ID=26439115
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2101442A Pending JPH0348467A (ja) | 1989-04-17 | 1990-04-17 | 発光ダイオード |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0348467A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56111275A (en) * | 1980-02-07 | 1981-09-02 | Semiconductor Res Found | Luminous semiconductor device |
| JPS6139514A (ja) * | 1984-07-30 | 1986-02-25 | Showa Denko Kk | ＧａＡｌＡｓ半導体装置の製造方法 |
-
1990
- 1990-04-17 JP JP2101442A patent/JPH0348467A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56111275A (en) * | 1980-02-07 | 1981-09-02 | Semiconductor Res Found | Luminous semiconductor device |
| JPS6139514A (ja) * | 1984-07-30 | 1986-02-25 | Showa Denko Kk | ＧａＡｌＡｓ半導体装置の製造方法 |
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