JPH0482278A - 発光ダイオード - Google Patents
発光ダイオードInfo
- Publication number
- JPH0482278A JPH0482278A JP2194928A JP19492890A JPH0482278A JP H0482278 A JPH0482278 A JP H0482278A JP 2194928 A JP2194928 A JP 2194928A JP 19492890 A JP19492890 A JP 19492890A JP H0482278 A JPH0482278 A JP H0482278A
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- Japan
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- type semiconductor
- layer
- active layer
- semiconductor substrate
- electrode
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、発光ダイオードの基板構造と構成に関する。
従来、ｐｎ接合に水平な方向に光を取り出す端面発光型
ＬＥＤは、例えば、光学（宇治俊男；光学、第１５巻第
２号、１９８６．ｐ５３〜Ｐ５４）に開示されるものが
ある。第２図はこの文献に開示されている端面発光型Ｌ
ＥＤの素子構造である。
ＬＥＤは、例えば、光学（宇治俊男；光学、第１５巻第
２号、１９８６．ｐ５３〜Ｐ５４）に開示されるものが
ある。第２図はこの文献に開示されている端面発光型Ｌ
ＥＤの素子構造である。
第２図において、ｎ型ＩｎＰ基板２１上に、ｎ型ＩｎＰ
層２２．ＧａＩｎＡｓＰ活性層２３．ｐ型ＩｎＰ層２４
．ｎ型ＧａＩｎＡｓＰ層２５．ｎ型ＩｎＰ層２６が、順
次、形成されている。破線で示された領域２７は拡散領
域である。２８はｐ型コンタクト、２９はｎ型コンタク
トである。
層２２．ＧａＩｎＡｓＰ活性層２３．ｐ型ＩｎＰ層２４
．ｎ型ＧａＩｎＡｓＰ層２５．ｎ型ＩｎＰ層２６が、順
次、形成されている。破線で示された領域２７は拡散領
域である。２８はｐ型コンタクト、２９はｎ型コンタク
トである。
２８中央部のくぼみは、２２，２３．２４の接合部に注
入される電流を集中させるためのものである。ｎ型Ｉｎ
Ｐ層２２．ｐ型ＩｎＰ層２４は、ＧａＩｎＡｓＰ活性層
２３に比べて低い屈折率を持ち、Ｇ ａ Ｉ ｎ Ａ
ｓ Ｐ活性層２３で発光した光はＧａＩｎＡｓＰ活性層
２３の中に閉じ込められて伝播し、ｐｎ接合に平行な方
向に出射される。
入される電流を集中させるためのものである。ｎ型Ｉｎ
Ｐ層２２．ｐ型ＩｎＰ層２４は、ＧａＩｎＡｓＰ活性層
２３に比べて低い屈折率を持ち、Ｇ ａ Ｉ ｎ Ａ
ｓ Ｐ活性層２３で発光した光はＧａＩｎＡｓＰ活性層
２３の中に閉じ込められて伝播し、ｐｎ接合に平行な方
向に出射される。
第２図に示されたように従来の端面発光型ＬＥＤでは、
ｐｎ接合に垂直な方向に光を取り出す面発光ＬＥＤに比
べ、出力の温度変化が王ないし十倍と大きい。特に、電
流注入領域を狭くしたり、埋込み構造を用いた場合に、
低温で発振したり、使用温度範囲で出力が十倍以上変動
する場合があり光伝送技術などに用いる場合に安定性に
問題があった。前述のように、第２図の活性層２３にお
いて発光した光は活性層２３より小さな屈折率をもつｎ
型ＩｎＰ層２２．ｐ型ＩｎＰ層２４によって閉じ込めら
れ、活性層２３は導波層の役割も果たす。この導波層は
出力に波長依存性を持つ。温度が変わり活性層２の禁制
帯幅が変わると最大利得の波長が変わる。従って、出力
の温度変化が大きくなる。そのため従来技術のもつ問題
点を解決し、様々な温度環境で安定に動作する端面発光
ＬＥＤ素子を提供するためには温度変化に対する出力変
化を抑える対策が必要となる。
ｐｎ接合に垂直な方向に光を取り出す面発光ＬＥＤに比
べ、出力の温度変化が王ないし十倍と大きい。特に、電
流注入領域を狭くしたり、埋込み構造を用いた場合に、
低温で発振したり、使用温度範囲で出力が十倍以上変動
する場合があり光伝送技術などに用いる場合に安定性に
問題があった。前述のように、第２図の活性層２３にお
いて発光した光は活性層２３より小さな屈折率をもつｎ
型ＩｎＰ層２２．ｐ型ＩｎＰ層２４によって閉じ込めら
れ、活性層２３は導波層の役割も果たす。この導波層は
出力に波長依存性を持つ。温度が変わり活性層２の禁制
帯幅が変わると最大利得の波長が変わる。従って、出力
の温度変化が大きくなる。そのため従来技術のもつ問題
点を解決し、様々な温度環境で安定に動作する端面発光
ＬＥＤ素子を提供するためには温度変化に対する出力変
化を抑える対策が必要となる。
半導体基板上にその半導体と熱膨張係数や格子定数の異
なる半導体を積層し、発光領域を形成するとき、その積
層半導体の結晶性が低下するという問題があり、良質の
発光素子を得るには熱膨張係数や格子定数の差を緩和す
る必要がある。
なる半導体を積層し、発光領域を形成するとき、その積
層半導体の結晶性が低下するという問題があり、良質の
発光素子を得るには熱膨張係数や格子定数の差を緩和す
る必要がある。
端面発光ＬＥＤ素子を作成する場合、活性層で発光した
光は、その進行経路で吸収されることにより発光素子と
しての光利用効率が低下する。そこで、光の進行経路で
の吸収を抑える対策が必要となる。また、さらに光利用
効率を向上するには光の出力方向を限定する必要がある
。
光は、その進行経路で吸収されることにより発光素子と
しての光利用効率が低下する。そこで、光の進行経路で
の吸収を抑える対策が必要となる。また、さらに光利用
効率を向上するには光の出力方向を限定する必要がある
。
温度による発光出力変化の小さい端面発光ＬＥＤ素子を
提供するには、活性層を発光した光を内側に閉じ込める
導波層として用いず、活性層で発光した光をその外部に
取り出して伝播させる。
提供するには、活性層を発光した光を内側に閉じ込める
導波層として用いず、活性層で発光した光をその外部に
取り出して伝播させる。
本発明では、活性層を含む積層構造と、この積層構造に
電界を印加する電極とをもつ発光ダイオードにおいて、
活性層を含む積層構造が電極に対し鋭角をなし、電極に
よって遮蔽されない方向に、直接、光を取り出すことに
より目的を達成する。
電界を印加する電極とをもつ発光ダイオードにおいて、
活性層を含む積層構造が電極に対し鋭角をなし、電極に
よって遮蔽されない方向に、直接、光を取り出すことに
より目的を達成する。
半導体基板上にその半導体と熱膨張係数や格子定数の異
なる半導体を積層するとき、その間に適当なバッファ層
を挾んで積層することにより積層された半導体層の結晶
性を良好なものとする。
なる半導体を積層するとき、その間に適当なバッファ層
を挾んで積層することにより積層された半導体層の結晶
性を良好なものとする。
活性層で発光した光の進行経路での吸収を抑える対策と
して、活性層を含む積層構造と、電極との間に活性層で
発光する光に対して透明な導電性物質を介することによ
り、発光素子としての光利用効率を向上する。また、電
極を反射率が高くなるようにすることによりさらに光利
用効率を向上する。
して、活性層を含む積層構造と、電極との間に活性層で
発光する光に対して透明な導電性物質を介することによ
り、発光素子としての光利用効率を向上する。また、電
極を反射率が高くなるようにすることによりさらに光利
用効率を向上する。
活性層と、それに隣接し基板側にあり活性層より大きな
禁制帯幅を持つ第一導電型半導体層、および活性層に隣
接し、基板と反対側にあり活性層より大きな禁制帯幅を
持つ第二導電型半導体層とを含む積層構造と、この積層
構造に電界を印加する電極とをもつ発光ダイオードにお
いて、活性層が電極に対して鋭角を成し、電極に略平行
な方向に、直接、光を取り出すことによって温度による
発光出力変化の小さい端面発光ＬＥＤ素子を形成するこ
とができる。また、この端面発光ＬＥＤで電極をＡ ｕ
＋ Ａ Ｑ ｔ Ｃｕ等の金属とすることによって光
利用効率の高い端面発光ＬＥＤ素子を形成することがで
きる。さらに、この端面発光ＬＥＤで第一導電型半導体
基板と、活性層を含む積層構造との間にバッファ層を介
することにより、結晶性の良い積層構造を持つ端面発光
ＬＥＤ素子を形成することができる。この端面発光ＬＥ
Ｄにおいて活性層を含む積層構造と、電極との間に活性
層で発光する光に対して透明な導電性物質を介在させる
ことにより光利用効率の高い端面発光ＬＥＤ素子を形成
することができる。
禁制帯幅を持つ第一導電型半導体層、および活性層に隣
接し、基板と反対側にあり活性層より大きな禁制帯幅を
持つ第二導電型半導体層とを含む積層構造と、この積層
構造に電界を印加する電極とをもつ発光ダイオードにお
いて、活性層が電極に対して鋭角を成し、電極に略平行
な方向に、直接、光を取り出すことによって温度による
発光出力変化の小さい端面発光ＬＥＤ素子を形成するこ
とができる。また、この端面発光ＬＥＤで電極をＡ ｕ
＋ Ａ Ｑ ｔ Ｃｕ等の金属とすることによって光
利用効率の高い端面発光ＬＥＤ素子を形成することがで
きる。さらに、この端面発光ＬＥＤで第一導電型半導体
基板と、活性層を含む積層構造との間にバッファ層を介
することにより、結晶性の良い積層構造を持つ端面発光
ＬＥＤ素子を形成することができる。この端面発光ＬＥ
Ｄにおいて活性層を含む積層構造と、電極との間に活性
層で発光する光に対して透明な導電性物質を介在させる
ことにより光利用効率の高い端面発光ＬＥＤ素子を形成
することができる。
以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。低抵
抗ｎ型Ｓｉ基板１上にｎ型のＧａＡｓバッファ層２を分
子線エピタキシ法（ＭＢＥ）、または、有機金属気相成
長法（ＭＯＣＶＤ）によりヘテロエピタキシャル成長さ
せ、さらに、ｎ型ＧａＡｌＡｓ層３ 、 Ｇ ａ Ａ
ｓ活性層４ｔＰ型Ｇ ａ Ａ Ｑ Ａ ｓ層５を次々に
エピタキシャル成長させる所定の結晶成長を行なった後
に２〜５層の一部をエツチング除去する。その後、透明
な導電性物質としてＩｒＯ６をスパッタにより形成する
。
抗ｎ型Ｓｉ基板１上にｎ型のＧａＡｓバッファ層２を分
子線エピタキシ法（ＭＢＥ）、または、有機金属気相成
長法（ＭＯＣＶＤ）によりヘテロエピタキシャル成長さ
せ、さらに、ｎ型ＧａＡｌＡｓ層３ 、 Ｇ ａ Ａ
ｓ活性層４ｔＰ型Ｇ ａ Ａ Ｑ Ａ ｓ層５を次々に
エピタキシャル成長させる所定の結晶成長を行なった後
に２〜５層の一部をエツチング除去する。その後、透明
な導電性物質としてＩｒＯ６をスパッタにより形成する
。
図に示すように、Ｓｉ基板１およびＩｒＯ６を研磨して
活性層４に対して斜めにする。Ｓｉ基板１およびＩｒＯ
２に高反射率のＡｕ電極７をスッパタにより形成する。
活性層４に対して斜めにする。Ｓｉ基板１およびＩｒＯ
２に高反射率のＡｕ電極７をスッパタにより形成する。
本発明は、以上説明したように構成されているので以下
に記載されるような効果を奏する。
に記載されるような効果を奏する。
本発明では、活性層と、それに隣接し活性層より大きな
禁制帯幅をもつ第一導電型半導体層、および活性層に隣
接し活性層より大きな禁制帯幅を持つ第二導電型半導体
層とを含む積層構造と、この積層構造に電界を印加する
電極とをもった発光ダイオードにおいて、活性層が電極
に対し鋭角を成し、電極に略平行な方向に直接、光を取
り呂すことによって、温度による発光出力変化の小さい
端面発光ＬＥＤ素子を形成することができる。
禁制帯幅をもつ第一導電型半導体層、および活性層に隣
接し活性層より大きな禁制帯幅を持つ第二導電型半導体
層とを含む積層構造と、この積層構造に電界を印加する
電極とをもった発光ダイオードにおいて、活性層が電極
に対し鋭角を成し、電極に略平行な方向に直接、光を取
り呂すことによって、温度による発光出力変化の小さい
端面発光ＬＥＤ素子を形成することができる。
また、本発明では、この端面発光ＬＥＤにおいて第一導
電型半導体基板と、活性層を含む積層構造との間にバッ
ファ層を介することにより結晶性の良い積層構造を持つ
端面発光ＬＥＤｉ子を形成することができる。
電型半導体基板と、活性層を含む積層構造との間にバッ
ファ層を介することにより結晶性の良い積層構造を持つ
端面発光ＬＥＤｉ子を形成することができる。
さらに、本発明では、この端面発光ＬＥＤにおいて、活
性層を含む積層構造と、電極との間に透明な導電性物質
を介することにより光利用効率の高い端面発光ＬＥＤ素
子を形成することができる。
性層を含む積層構造と、電極との間に透明な導電性物質
を介することにより光利用効率の高い端面発光ＬＥＤ素
子を形成することができる。
本発明では、この端面発光ＬＥＤにおいて電極をＡｕ、
ＡＱ、Ｃｕ等の金属とすることによって光利用効率の高
い端面発光ＬＥＤ素子を形成することができる。
ＡＱ、Ｃｕ等の金属とすることによって光利用効率の高
い端面発光ＬＥＤ素子を形成することができる。
第１図は本発明による端面発光ＬＥＤの一実施例の斜視
図、第２図は従来の端面発光ＬＥＤの斜視図である。
図、第２図は従来の端面発光ＬＥＤの斜視図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、第一導電型半導体基板上に形成され、少なくとも一
つの活性層に隣接し前記第一導電型半導体基板側にあり
前記活性層より大きな禁制帯幅を持つ第一導電型半導体
層と、前記活性層に隣接し前記第一導電型半導体基板と
反対側にあり前記活性層より大きな前記禁制帯幅を持つ
第二導電型半導体層とを含む積層構造と、前記第一導電
型半導体基板の上面に略平行であり前記積層構造に電界
を印加する電極とを備えた発光ダイオードにおいて、前
記活性層が前記電極に対して鋭角を成して配置され、前
記電極に略平行な方向に光を取り出せるように構成した
ことを特徴とする発光ダイオード。 ２、ｎ型半導体基板上に形成され、少なくとも一つの活
性層に隣接し前記ｎ型半導体基板側にあり前記活性層よ
り大きな禁制帯幅を持つｎ型半導体層、前記活性層に隣
接し前記ｎ型半導体基板と反対側にあり前記活性層より
大きな前記禁制帯幅を持つｐ型半導体層を含む積層構造
と、前記ｎ型半導体基板の上面に略平行であり前記積層
構造に電界を印加する電極とを備えた発光ダイオードに
おいて、 前記活性層が前記電極に対し鋭角を成し、前記電極に略
平行な方向に光を取り出すことを特徴とする発光ダイオ
ード。 ３、ｐ型半導体基板上に形成され、少なくとも一つの活
性層に隣接し前記ｐ型半導体基板側にあり前記活性層よ
り大きな禁制帯幅を持つｐ型半導体層、前記活性層に隣
接し前記ｐ型半導体基板と反対側にあり前記活性層より
大きな禁制帯幅を持つｎ型半導体層を含む積層構造と、
前記ｐ型半導体基板上面に略平行であり前記積層構造に
電界を印加する電極とを備えた発光ダイオードにおいて
、 前記活性層が前記電極に対し鋭角を成し、前記電極に略
平行な方向に光を取り出すことを特徴とする発光ダイオ
ード。 ４、請求項２において、前記ｎ型半導体基板としてｎ型
Ｓｉ基板、前記活性層としてＧａＡｓ層、前記ｎ型半導
体層としてｎ−ＧａＡｌＡｓ層、ｐ型半導体層としてｐ
−ＧａＡｌＡｓ層を、それぞれ、用いる発光ダイオード
。 ５、請求項３において、前記ｐ型半導体基板としてｐ型
Ｓｉ基板、前記活性層としてＧａＡｓ層、前記ｐ型半導
体層としてｐ−ＧａＡｌＡｓ層、ｎ型半導体層としてｎ
−ＧａＡｌＡｓ層を、それぞれ、用いる発光ダイオード
。 ６、請求項１において、前記第一導電型半導体基板と、
少なくとも一つの活性層に隣接し前記第一導電型半導体
基板側にあり前記活性層より大きな禁制帯幅を持つ第一
導電型半導体層、前記活性層に隣接し前記第一導電型半
導体基板と反対側にあり前記活性層より大きな禁制帯幅
を持つ第二導電型半導体層を含む積層構造との間にバッ
ファ層を設けた発光ダイオード。 ７、請求項１において、少なくとも一つの活性層に隣接
し前記第一導電型半導体基板側にあり前記活性層より大
きな禁制帯幅を持つ第一導電型半導体層、前記活性層に
隣接し前記第一導電型半導体基板と反対側にあり前記活
性層より大きな前記禁制帯幅を持つ第二導電型半導体層
を含む積層構造と、電極との間に前記活性層で発光する
光に対して透明な導電性物質を介在させた発光ダイオー
ド。 ８、請求項７において、前記活性層で発光する光に対し
て透明な導電性物質としてＩＴＯを用いた発光ダイオー
ド。 ９、請求項１において、前記電極をＡｕ、Ａｌ、Ｃｕ等
の金属を用いて形成した発光ダイオード。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2194928A JPH0482278A (ja) | 1990-07-25 | 1990-07-25 | 発光ダイオード |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2194928A JPH0482278A (ja) | 1990-07-25 | 1990-07-25 | 発光ダイオード |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0482278A true JPH0482278A (ja) | 1992-03-16 |
Family
ID=16332676
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2194928A Pending JPH0482278A (ja) | 1990-07-25 | 1990-07-25 | 発光ダイオード |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0482278A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100284235B1 (ko) * | 1996-08-31 | 2001-04-02 | 니시무로 타이죠 | 반도체 발광소자를 이용한 반도체 발광장치 및 반도체 발광소자의 제조방법 |
| JP2010135678A (ja) * | 2008-12-08 | 2010-06-17 | Toshiba Corp | 光半導体装置及び光半導体装置の製造方法 |
-
1990
- 1990-07-25 JP JP2194928A patent/JPH0482278A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100284235B1 (ko) * | 1996-08-31 | 2001-04-02 | 니시무로 타이죠 | 반도체 발광소자를 이용한 반도체 발광장치 및 반도체 발광소자의 제조방법 |
| JP2010135678A (ja) * | 2008-12-08 | 2010-06-17 | Toshiba Corp | 光半導体装置及び光半導体装置の製造方法 |
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