JPH06188453A - 発光ダイオード - Google Patents
発光ダイオードInfo
- Publication number
- JPH06188453A JPH06188453A JP33650792A JP33650792A JPH06188453A JP H06188453 A JPH06188453 A JP H06188453A JP 33650792 A JP33650792 A JP 33650792A JP 33650792 A JP33650792 A JP 33650792A JP H06188453 A JPH06188453 A JP H06188453A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- type
- light emitting
- emitting diode
- zns
- compound semiconductor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
- H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
- H10H20/80—Constructional details
- H10H20/81—Bodies
- H10H20/822—Materials of the light-emitting regions
- H10H20/823—Materials of the light-emitting regions comprising only Group II-VI materials, e.g. ZnO
- H10H20/8232—Materials of the light-emitting regions comprising only Group II-VI materials, e.g. ZnO characterised by the dopants
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
- H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
- H10H20/80—Constructional details
- H10H20/81—Bodies
Landscapes
- Led Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 青色発光ダイオードに関するもので、高光度
で発光するＺｎＳ青色発光ダイオードを提供する。 【構成】 ＧａＡｓ基板１上にｎ型５％Ａｌ含有ＺｎＳ
化合物半導体層２とｐ型５％Ａｌ含有ＺｎＳ化合物半導
体層３を成長させたｐｎ接合型発光ダイオードとする。
で発光するＺｎＳ青色発光ダイオードを提供する。 【構成】 ＧａＡｓ基板１上にｎ型５％Ａｌ含有ＺｎＳ
化合物半導体層２とｐ型５％Ａｌ含有ＺｎＳ化合物半導
体層３を成長させたｐｎ接合型発光ダイオードとする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、青色の波長で発光可能
な発光ダイオードに関するものである。
な発光ダイオードに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】有力な発光部品である発光ダイオードに
おいて、ＡｌＧａＡｓを用いた赤色ＬＥＤ、ＧａＰを用
いた緑色ＬＥＤが主に表示デバイスとして広く使用され
ている。現在、多色化、高機能化等の意味から高光度の
青色ＬＥＤの実現が切望されている。青色発光ダイオー
ドの開発には、禁制帯幅の大きな材料を用いればよいわ
けで、従来からＳｉＣ、ＧａＮあるいは２−６族化合物
であるＺｎＳｅ、ＺｎＳを用いた青色発光ダイオードの
作製が報告されている。しかしながら、いずれもまだ実
用レベルの光度には達していない。
おいて、ＡｌＧａＡｓを用いた赤色ＬＥＤ、ＧａＰを用
いた緑色ＬＥＤが主に表示デバイスとして広く使用され
ている。現在、多色化、高機能化等の意味から高光度の
青色ＬＥＤの実現が切望されている。青色発光ダイオー
ドの開発には、禁制帯幅の大きな材料を用いればよいわ
けで、従来からＳｉＣ、ＧａＮあるいは２−６族化合物
であるＺｎＳｅ、ＺｎＳを用いた青色発光ダイオードの
作製が報告されている。しかしながら、いずれもまだ実
用レベルの光度には達していない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】高輝度の青色ＬＥＤの
作製が切望されているが、まだ実用レベルのものは得ら
れていない。２−６族半導体であるＺｎＳ化合物におい
ても青色発光は深い準位に基づいた発光であるが、非発
光遷移が多いために得られる光度は弱く実用レベルの域
には達していない。
作製が切望されているが、まだ実用レベルのものは得ら
れていない。２−６族半導体であるＺｎＳ化合物におい
ても青色発光は深い準位に基づいた発光であるが、非発
光遷移が多いために得られる光度は弱く実用レベルの域
には達していない。
【０００４】本発明はかかる点に鑑み、青色発光ダイオ
ード材料として有望なＺｎＳ化合物において実用的な高
光度で青色の波長で発光可能な発光ダイオードを提供す
ることを目的とする。
ード材料として有望なＺｎＳ化合物において実用的な高
光度で青色の波長で発光可能な発光ダイオードを提供す
ることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述の問題点
を解決するために、ＺｎＳ化合物に種々の他元素を合金
成分レベルまで添加を行い、発光強度の変化を調べる研
究を行った。その結果、ＺｎＳ化合物が閃亜鉛鉱型結晶
構造を変えない範囲でＡｌを含有すると青色の発光強度
が著しく増大することを見いだし、さらに、Ａｌを含有
してもｐ型伝導制御およびｎ型伝導制御の達成が可能
で、特に、ｐ型不純物としてＮ、ｎ型不純物としてＣｌ
をドープすると光学的特性、電気的特性が良好である。
こうして、これらのｐ型化合物、ｎ型化合物を用いたｐ
ｎ接合型発光ダイオードが可能であることがわかった。
を解決するために、ＺｎＳ化合物に種々の他元素を合金
成分レベルまで添加を行い、発光強度の変化を調べる研
究を行った。その結果、ＺｎＳ化合物が閃亜鉛鉱型結晶
構造を変えない範囲でＡｌを含有すると青色の発光強度
が著しく増大することを見いだし、さらに、Ａｌを含有
してもｐ型伝導制御およびｎ型伝導制御の達成が可能
で、特に、ｐ型不純物としてＮ、ｎ型不純物としてＣｌ
をドープすると光学的特性、電気的特性が良好である。
こうして、これらのｐ型化合物、ｎ型化合物を用いたｐ
ｎ接合型発光ダイオードが可能であることがわかった。
【０００６】
【作用】Ａｌを含有したＺｎＳ化合物のフォトルミネッ
センスにおける発光強度はアンドープＺｎＳ化合物に比
べて１０倍以上の明るさをもつ。また、Ａｌを含有した
ＺｎＳ化合物半導体もｐ型伝導制御、ｎ型伝導制御が可
能である。特に、ｐ型不純物にＮを用いるとキャリア濃
度が１０19ｃｍ-3レベル近くまでドーピングでき、ま
た、ｎ型不純物としてＣｌを用いればキャリア濃度が１
０19ｃｍ-3レベルまでドーピングできる。したがって、
これらのｐ型化合物、ｎ型化合物を用いることにより、
ｐｎ接合型発光素子を得ることができる。発光波長は４
００〜５５０ｎｍのブロードなスペクトルである。この
ｐｎ接合型青色発光ダイオードによって、発光ダイオー
ドの多色化、高機能化が可能となり、表示機器、情報処
理機器の大幅な性能向上が達成される。
センスにおける発光強度はアンドープＺｎＳ化合物に比
べて１０倍以上の明るさをもつ。また、Ａｌを含有した
ＺｎＳ化合物半導体もｐ型伝導制御、ｎ型伝導制御が可
能である。特に、ｐ型不純物にＮを用いるとキャリア濃
度が１０19ｃｍ-3レベル近くまでドーピングでき、ま
た、ｎ型不純物としてＣｌを用いればキャリア濃度が１
０19ｃｍ-3レベルまでドーピングできる。したがって、
これらのｐ型化合物、ｎ型化合物を用いることにより、
ｐｎ接合型発光素子を得ることができる。発光波長は４
００〜５５０ｎｍのブロードなスペクトルである。この
ｐｎ接合型青色発光ダイオードによって、発光ダイオー
ドの多色化、高機能化が可能となり、表示機器、情報処
理機器の大幅な性能向上が達成される。
【０００７】
【実施例】図１は本発明の第１の実施例における半導体
発光素子の構成図である。図１において図中１はｎ型Ｇ
ａＡｓ基板であり、基板１上にｎ型５％Ａｌ含有ＺｎＳ
化合物半導体層２およびｐ型５％Ａｌ含有ＺｎＳ化合物
半導体層３が成長形成されている。図中４はｐ型電極と
してのＩｎ−Ｇａ電極であり、５はｎ型電極としてのＡ
ｕ−Ｇｅ電極である。ｎ型層、ｐ型層の禁制帯幅は３．
７ｅＶである。当発光ダイオードをＭＯＶＰＥ法で作製
した。ｎ型ＧａＡｓ基板１を３５０℃に加熱し、ＤＭＺ
ｎ、Ｈ2Ｓ、ＴＭＡｌをソース材として厚み１μｍのｎ
型５％Ａｌ含有ＺｎＳ化合物半導体層２を成長させた。
ｎ型化は、Ｃ2Ｈ5Ｉを用いて成長中ドーピングを行い、
１０18／ｃｍ3ドープ量のｎ型化薄膜を得た。次に、同
一条件で、ｐ型５％Ａｌ含有ＺｎＳ化合物半導体層３を
成長させた。ｐ型化は、ＰＨ3を用いて成長中ドーピン
グを行い、１０18／ｃｍ3ドープ量のｐ型化薄膜を得
た。プロセスを経て作製した発光ダイオードに電流を流
して電流−電圧特性を評価したところ、順方向電流４０
ｍＡで光度３００ｍｃｄの青色発光ダイオードが得られ
た。
発光素子の構成図である。図１において図中１はｎ型Ｇ
ａＡｓ基板であり、基板１上にｎ型５％Ａｌ含有ＺｎＳ
化合物半導体層２およびｐ型５％Ａｌ含有ＺｎＳ化合物
半導体層３が成長形成されている。図中４はｐ型電極と
してのＩｎ−Ｇａ電極であり、５はｎ型電極としてのＡ
ｕ−Ｇｅ電極である。ｎ型層、ｐ型層の禁制帯幅は３．
７ｅＶである。当発光ダイオードをＭＯＶＰＥ法で作製
した。ｎ型ＧａＡｓ基板１を３５０℃に加熱し、ＤＭＺ
ｎ、Ｈ2Ｓ、ＴＭＡｌをソース材として厚み１μｍのｎ
型５％Ａｌ含有ＺｎＳ化合物半導体層２を成長させた。
ｎ型化は、Ｃ2Ｈ5Ｉを用いて成長中ドーピングを行い、
１０18／ｃｍ3ドープ量のｎ型化薄膜を得た。次に、同
一条件で、ｐ型５％Ａｌ含有ＺｎＳ化合物半導体層３を
成長させた。ｐ型化は、ＰＨ3を用いて成長中ドーピン
グを行い、１０18／ｃｍ3ドープ量のｐ型化薄膜を得
た。プロセスを経て作製した発光ダイオードに電流を流
して電流−電圧特性を評価したところ、順方向電流４０
ｍＡで光度３００ｍｃｄの青色発光ダイオードが得られ
た。
【０００８】図２は本発明の第２の実施例における半導
体発光素子の構成図である。図２において図中１はｎ型
ＧａＡｓ基板であり、基板１上にＣｌをドープしたｎ型
５％Ａｌ含有ＺｎＳ化合物半導体層６およびＮをドープ
したｐ型５％Ａｌ含有ＺｎＳ化合物半導体層７が成長形
成されている。図中４はＩｎ−Ｇａｐ型電極、５はＡｕ
−Ｇｅｎ型電極である。ｎ型層、ｐ型層の禁制帯幅は
３．７ｅＶである。当発光ダイオードはＭＢＥ法で作製
することができる。ｎ型ＧａＡｓ基板１を２６０℃に加
熱し、Ｚｎ、Ａｌ、Ｓをソース材としてＫセルによって
厚み１μｍのＣｌドープｎ型５％Ａｌ含有ＺｎＳ化合物
半導体層６を成長させた。ｎ型化はＺｎＣｌ2を用いて
成長中ドーピングを行い、この方法で１０19ｃｍ-3ドー
プ量のｎ型化薄膜を得た。次に、同一条件のままＺｎＣ
ｌ2ソースのシャッターを閉じた状態でＮドープｐ型５
％Ａｌ含有ＺｎＳ化合物半導体層７を成長させた。この
薄膜ではｐ型化は高周波プラズマで励起されたラジカル
Ｎをドープし、ドープ量１０ 19ｃｍ-3を達成した。当発
光ダイオードは順方向電流４０ｍＡで光度５００ｍｃｄ
の発光中心波長４７０ｎｍの青色発光ダイオードとなる
が、その動作電流で長期に亘って安定である。
体発光素子の構成図である。図２において図中１はｎ型
ＧａＡｓ基板であり、基板１上にＣｌをドープしたｎ型
５％Ａｌ含有ＺｎＳ化合物半導体層６およびＮをドープ
したｐ型５％Ａｌ含有ＺｎＳ化合物半導体層７が成長形
成されている。図中４はＩｎ−Ｇａｐ型電極、５はＡｕ
−Ｇｅｎ型電極である。ｎ型層、ｐ型層の禁制帯幅は
３．７ｅＶである。当発光ダイオードはＭＢＥ法で作製
することができる。ｎ型ＧａＡｓ基板１を２６０℃に加
熱し、Ｚｎ、Ａｌ、Ｓをソース材としてＫセルによって
厚み１μｍのＣｌドープｎ型５％Ａｌ含有ＺｎＳ化合物
半導体層６を成長させた。ｎ型化はＺｎＣｌ2を用いて
成長中ドーピングを行い、この方法で１０19ｃｍ-3ドー
プ量のｎ型化薄膜を得た。次に、同一条件のままＺｎＣ
ｌ2ソースのシャッターを閉じた状態でＮドープｐ型５
％Ａｌ含有ＺｎＳ化合物半導体層７を成長させた。この
薄膜ではｐ型化は高周波プラズマで励起されたラジカル
Ｎをドープし、ドープ量１０ 19ｃｍ-3を達成した。当発
光ダイオードは順方向電流４０ｍＡで光度５００ｍｃｄ
の発光中心波長４７０ｎｍの青色発光ダイオードとなる
が、その動作電流で長期に亘って安定である。
【０００９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
青色で発光する高光度の発光ダイオードを実現すること
ができる。この理由は、ＺｎＳ化合物に対してＡｌを含
有させると発光強度が著しく増加することを発見し、さ
らに、ｐ型ドーパントとしてＮ、ｎ型ドーパントとして
Ｃｌが最も有効であることがわかり、これらの薄膜を用
いたｐｎ接合型青色発光ダイオードが達成されるからで
ある。本発明によって、発光ダイオードの多色化、高機
能化によって表示機器、情報処理機器の性能向上をはか
ることができ、その実用的効果は大きい。
青色で発光する高光度の発光ダイオードを実現すること
ができる。この理由は、ＺｎＳ化合物に対してＡｌを含
有させると発光強度が著しく増加することを発見し、さ
らに、ｐ型ドーパントとしてＮ、ｎ型ドーパントとして
Ｃｌが最も有効であることがわかり、これらの薄膜を用
いたｐｎ接合型青色発光ダイオードが達成されるからで
ある。本発明によって、発光ダイオードの多色化、高機
能化によって表示機器、情報処理機器の性能向上をはか
ることができ、その実用的効果は大きい。
【図１】本発明における一実施例の発光ダイオードの構
成断面図
成断面図
【図２】他の実施例の発光ダイオードの構成断面図
１ ｎ型ＧａＡｓ基板 ２ ｎ型５％Ａｌ含有ＺｎＳ化合物半導体層 ３ ｐ型５％Ａｌ含有ＺｎＳ化合物半導体層 ４ Ｉｎ−Ｇａ電極 ５ Ａｕ−Ｇｅ電極 ６ Ｃｌドープｎ型５％Ａｌ含有ＺｎＳ化合物半導体層 ７ Ｎドープｐ型５％Ａｌ含有ＺｎＳ化合物半導体層
Claims (2)
- 【請求項１】ＺｎＳ化合物半導体を用いたｐｎ接合型発
光ダイオードにおいて、ｐ型層あるいはｎ型層あるいは
ｐ型とｎ型の両層内に、ＺｎＳの閃亜鉛鉱型結晶構造を
維持できる範囲でＡｌを含有したことを特徴とする発光
ダイオード。 - 【請求項２】ｐ型不純物としてＮ、ｎ型不純物としてＣ
ｌをドープしたことを特徴とする請求項１記載の発光ダ
イオード。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33650792A JPH06188453A (ja) | 1992-12-17 | 1992-12-17 | 発光ダイオード |
| US08/149,359 US5382813A (en) | 1992-12-17 | 1993-11-09 | Light emission diode comprising a pn junction of p-type and n-type A1-containing ZnS compound semiconductor layers |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33650792A JPH06188453A (ja) | 1992-12-17 | 1992-12-17 | 発光ダイオード |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06188453A true JPH06188453A (ja) | 1994-07-08 |
Family
ID=18299850
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33650792A Pending JPH06188453A (ja) | 1992-12-17 | 1992-12-17 | 発光ダイオード |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5382813A (ja) |
| JP (1) | JPH06188453A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20070215881A1 (en) * | 2006-03-03 | 2007-09-20 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Light-emitting element and manufacturing method thereof |
| DE102008035559A1 (de) | 2008-07-30 | 2010-02-11 | Rupert Goihl | Elektrolumineszenz oder Photovoltaikquelle |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5045894A (en) * | 1988-06-29 | 1991-09-03 | Hitachi, Ltd. | Compound semiconductor light emitting device |
| JP2588280B2 (ja) * | 1989-07-10 | 1997-03-05 | シャープ株式会社 | 化合物半導体発光素子 |
| JPH0472683A (ja) * | 1990-07-12 | 1992-03-06 | Sharp Corp | 化合物半導体発光素子 |
| US5198690A (en) * | 1990-11-26 | 1993-03-30 | Sharp Kabushiki Kaisha | Electroluminescent device of II-IV compound semiconductor |
-
1992
- 1992-12-17 JP JP33650792A patent/JPH06188453A/ja active Pending
-
1993
- 1993-11-09 US US08/149,359 patent/US5382813A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5382813A (en) | 1995-01-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5646419A (en) | n-type wide bandgap semiconductors grown on a p-type layer to form hole injection pn heterojunctions and methods of fabricating the same | |
| JP3643665B2 (ja) | 半導体発光素子 | |
| US20090269868A1 (en) | Methods of Manufacture for Quantum Dot optoelectronic devices with nanoscale epitaxial lateral overgrowth | |
| JP2650730B2 (ja) | 炭化珪素半導体を用いたｐｎ接合型発光ダイオード | |
| JPH02177577A (ja) | 発光ダイオード | |
| JPH0621511A (ja) | 半導体発光素子 | |
| US20080111123A1 (en) | High Efficiency Light-Emitting Diodes | |
| JPH06260680A (ja) | 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子 | |
| JPH10256601A (ja) | 発光素子 | |
| Chen et al. | ZnSe-based mixed-color LEDs | |
| CN1251334C (zh) | A1GalnP系的发光二极管和用于制作该二极管的外延片 | |
| JP2000353820A (ja) | 窓層を備えたＡｌＧａＩｎＰ発光素子 | |
| JPH08162671A (ja) | 窒化物半導体発光ダイオード | |
| JPH0864870A (ja) | 半導体発光素子 | |
| JPH06188453A (ja) | 発光ダイオード | |
| JP5060823B2 (ja) | 半導体発光素子 | |
| JP2001015798A (ja) | 半導体発光素子 | |
| JP2001291900A (ja) | 半導体発光装置およびその製造方法 | |
| US5032539A (en) | Method of manufacturing green light emitting diode | |
| KR100389738B1 (ko) | 단파장 산화아연 발광소자 및 그 제조방법 | |
| JP3057547B2 (ja) | 緑色発光ダイオード | |
| JPH06260681A (ja) | 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子 | |
| JP2597624B2 (ja) | 半導体発光素子 | |
| JPH0410669A (ja) | 半導体装置 | |
| JP3646706B2 (ja) | リン化硼素系半導体発光ダイオードおよびその製造方法 |