JPS604277A - 発光ダイオ−ド - Google Patents
発光ダイオ−ドInfo
- Publication number
- JPS604277A JPS604277A JP58112033A JP11203383A JPS604277A JP S604277 A JPS604277 A JP S604277A JP 58112033 A JP58112033 A JP 58112033A JP 11203383 A JP11203383 A JP 11203383A JP S604277 A JPS604277 A JP S604277A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- active layer
- impurity
- conductivity type
- buffer layer
- 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
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】
本発明は光フアイバ通信用に適した発光ダイオードの改
良に関する。
良に関する。
発光ダイオードは、低出力という欠点を有するものの、
高信頼性、温度特性高安定住、低価格といった特徴を有
し、短・中距離光伝送において実用化が進められている
素子である。特に活性層注入キャリアのライフタイムを
短縮し、応答速度を改善した高速変調型素子は広い用途
が期待されている。
高信頼性、温度特性高安定住、低価格といった特徴を有
し、短・中距離光伝送において実用化が進められている
素子である。特に活性層注入キャリアのライフタイムを
短縮し、応答速度を改善した高速変調型素子は広い用途
が期待されている。
活性層注入キャリアのライフタイムの短縮には、不純物
を高濃度にドーピングすることが有効であシ、従来発光
ダイオードの応答高速化には、この方法が用いられてき
た。しかしながら、従来の素子の構造において活性層の
不純物濃度を増しても発光部周辺に寄生するｐｎ接合容
量が増え、活性層注入キャリアのライフタイムよシむし
ろ寄生アドミッタンスの時定数によシ応答速度が制限さ
れ、結果として高速応答特性が得られないといっだ欠点
を有していた。一方、ｐｎ接合容量を減らすためには活
性層と反対導電型の半導体基板の不純物濃度を下けるこ
とが考えられるが、活性層のドーパントとして用いられ
る不純物は、素子製造工程中に拡散しやすいものが多い
ためにしばしばｐｎ接合が半導体基板中に移動し、リモ
ート接合を形成することになる。リモート接合による光
出力の低下及び応答速度の劣化を抑えるためには、接合
位１１（（をキャリアの拡散長の１／２以内にしなけれ
ばならないが、リモート接合の位置は素子製造の各工程
にａ雑に依存するため、製造歩留シを上げる／こめには
半導体基板の不純物濃度をあまシ下げることができず、
結局高速応答特性が得られないといった欠点を有してい
た。
を高濃度にドーピングすることが有効であシ、従来発光
ダイオードの応答高速化には、この方法が用いられてき
た。しかしながら、従来の素子の構造において活性層の
不純物濃度を増しても発光部周辺に寄生するｐｎ接合容
量が増え、活性層注入キャリアのライフタイムよシむし
ろ寄生アドミッタンスの時定数によシ応答速度が制限さ
れ、結果として高速応答特性が得られないといっだ欠点
を有していた。一方、ｐｎ接合容量を減らすためには活
性層と反対導電型の半導体基板の不純物濃度を下けるこ
とが考えられるが、活性層のドーパントとして用いられ
る不純物は、素子製造工程中に拡散しやすいものが多い
ためにしばしばｐｎ接合が半導体基板中に移動し、リモ
ート接合を形成することになる。リモート接合による光
出力の低下及び応答速度の劣化を抑えるためには、接合
位１１（（をキャリアの拡散長の１／２以内にしなけれ
ばならないが、リモート接合の位置は素子製造の各工程
にａ雑に依存するため、製造歩留シを上げる／こめには
半導体基板の不純物濃度をあまシ下げることができず、
結局高速応答特性が得られないといった欠点を有してい
た。
本発明の目的は上述の欠点を除去し、高速変調が可能で
製造容易な発光ダイオードを提供することにある。
製造容易な発光ダイオードを提供することにある。
本発明により、げ、第−導１１Ｌ型の不純物を含む半４
体基板上に、半導体バッファ層及び該半導体バッファ層
よシも禁制帯幅が小さく第一導電型と反対の第二導電型
の不純物を含む半導体活性層が構成され、前記半導体バ
ッファ層が第一導電型の不純物と第二導電型の不純物の
いずれをも含み、かつ前記半導体バッファ層に含まれる
第一導電型の不純物及び第二導電型の不純物の（７１′
廷度が、それぞれ前記半導体基板に含まれる第−導電型
の不純物の濃度及び前記半導体活性層に含寸れる第二４
電型の不純物の濃度よりも低く、かつ前記半４体バッフ
ァ層の層厚がキャリアの拡散長の１／２よりもうすいこ
とを特徴とする発光ダイオードが得られる。
体基板上に、半導体バッファ層及び該半導体バッファ層
よシも禁制帯幅が小さく第一導電型と反対の第二導電型
の不純物を含む半導体活性層が構成され、前記半導体バ
ッファ層が第一導電型の不純物と第二導電型の不純物の
いずれをも含み、かつ前記半導体バッファ層に含まれる
第一導電型の不純物及び第二導電型の不純物の（７１′
廷度が、それぞれ前記半導体基板に含まれる第−導電型
の不純物の濃度及び前記半導体活性層に含寸れる第二４
電型の不純物の濃度よりも低く、かつ前記半４体バッフ
ァ層の層厚がキャリアの拡散長の１／２よりもうすいこ
とを特徴とする発光ダイオードが得られる。
次に、図面を参照して本発明を説明する。図面は本実施
例に基づく一実施例の断面を表わすものである。本実施
例は半導体基板１にエピタキシャル成長された半導体バ
ッファ層２、活性層３、クラッド層４、Ｚｎ拡散領域５
１を含む電極形成層５、光取出し窓６１を含むｎ１１１
１１電極６、Ｐｆｌｌｌ電極７から構成されている。半
導体基板１は（１００）方位を有し、Ｓｎが３Ｘ１０１
８イ６ドープされたＩｎＰから成シ厚さ１００ｐ男、半
導体バッファ層２は力 Ｓｎが１．５Ｘｉ ０１８ａｎ−’ 、 ＺｎがＩ Ｘ
１０１８Ｃｆｆｉ−’内至２×１Ｏ１８グ３ドープさ
れたＩｎＰから成シ厚さ０艷μｍ。
例に基づく一実施例の断面を表わすものである。本実施
例は半導体基板１にエピタキシャル成長された半導体バ
ッファ層２、活性層３、クラッド層４、Ｚｎ拡散領域５
１を含む電極形成層５、光取出し窓６１を含むｎ１１１
１１電極６、Ｐｆｌｌｌ電極７から構成されている。半
導体基板１は（１００）方位を有し、Ｓｎが３Ｘ１０１
８イ６ドープされたＩｎＰから成シ厚さ１００ｐ男、半
導体バッファ層２は力 Ｓｎが１．５Ｘｉ ０１８ａｎ−’ 、 ＺｎがＩ Ｘ
１０１８Ｃｆｆｉ−’内至２×１Ｏ１８グ３ドープさ
れたＩｎＰから成シ厚さ０艷μｍ。
活性層３はＺｎが７ ｘ １ｏ １８ ｔｍＪドープさ
れたＩｎ０．７４Ｇａ Ｏ，２６Ａｓ Ｏ，５６ＰＯ４
４から成シ厚さ０．５ｐｍ、クラッド層４はＺｎがＩ
Ｘ １０１８ａｎ−’ドープされたＩｎＰから成シ厚さ
１ｐｍ、電極形成層５はＳ ｎ カＩ Ｘ １０１８ａ
ｎ−’ドーグされたＩ ｎ （Ｌ８４ Ｇａ ａ１６Ａ
ｓ ［１３６Ｐｏ６４から成シ厚さ１１１ｍである。半
導体バッノァ層２にドープされた不純物Ｓｎはバッファ
層２のエピタキシャル成長によシドープされたものであ
シ、又不純物Ｚｎは活性層３のエピタキシャル成長以降
の素子製造工程中に、活性）１４３に高炭匣にドープさ
れたＺｎがバッファ層２へ拡散することにょシドープさ
れたものである。ｎ ９１１電極６はＡ ｕ −Ｇ ｅ
−Ｎ ｉ 合金がら成力厚さ０．３ｐｍ 、 Ｐ １
Ｉｌｌｌ電極７はＡｕ−Ｚｎ合金がら成り厚さ０．３μ
２ｎである。又、Ｚｎ拡散領域５１は直径２０μｍであ
シ、ｎ側電極６において直径１２０μｍの光取出し窓６
１は化学エツチングにょシ除去されている。本実施例は
、その動作時において直径２０μｎｌのＺｎ拡１１に領
域５１により活性層３へ電流が狭゛豐・注入され、光取
出し窓６１がら発光を取出す面発光型発光ダイオードと
して動作する。
れたＩｎ０．７４Ｇａ Ｏ，２６Ａｓ Ｏ，５６ＰＯ４
４から成シ厚さ０．５ｐｍ、クラッド層４はＺｎがＩ
Ｘ １０１８ａｎ−’ドープされたＩｎＰから成シ厚さ
１ｐｍ、電極形成層５はＳ ｎ カＩ Ｘ １０１８ａ
ｎ−’ドーグされたＩ ｎ （Ｌ８４ Ｇａ ａ１６Ａ
ｓ ［１３６Ｐｏ６４から成シ厚さ１１１ｍである。半
導体バッノァ層２にドープされた不純物Ｓｎはバッファ
層２のエピタキシャル成長によシドープされたものであ
シ、又不純物Ｚｎは活性層３のエピタキシャル成長以降
の素子製造工程中に、活性）１４３に高炭匣にドープさ
れたＺｎがバッファ層２へ拡散することにょシドープさ
れたものである。ｎ ９１１電極６はＡ ｕ −Ｇ ｅ
−Ｎ ｉ 合金がら成力厚さ０．３ｐｍ 、 Ｐ １
Ｉｌｌｌ電極７はＡｕ−Ｚｎ合金がら成り厚さ０．３μ
２ｎである。又、Ｚｎ拡散領域５１は直径２０μｍであ
シ、ｎ側電極６において直径１２０μｍの光取出し窓６
１は化学エツチングにょシ除去されている。本実施例は
、その動作時において直径２０μｎｌのＺｎ拡１１に領
域５１により活性層３へ電流が狭゛豐・注入され、光取
出し窓６１がら発光を取出す面発光型発光ダイオードと
して動作する。
面発光型発光ダイオードの高速パルス変調において、発
光部周辺に寄生するｐト接合容量が発光部の拡散容量に
比べて十分小さくない場合、顕著なパルス応答特性の劣
化をもたらす。例えば素子の大きさを３００ｐｍ角とし
た場合実施例中の半導体バッファ層２がない従来植造の
素子においては、活性層の不純物Ｚｎが半導体基板に拡
散し、不純物キャリア濃度が補償される効果を考慮して
も、寄生容量は最大４９０ＰＦとなる。一方、発光部の
拡散容量は約１０００ＰＦであるため、橘ず生芥量によ
シ応答速度の劣化が生じ、１００Ｍｂ／ｓ以上の高速変
調は困難である。本発明は不純物濃度が高い半導体基板
と活性層の間に、活性層から拡散する不純物を補償する
程度の反対４電型不純物をドープした厚さがキャリア拡
散長Ｖ２以下の半導体バッファ層をはさむことによシ、
寄生容量を低減し、応答特性を改善するものである。即
ち、本実施例において、寄生容量は最大２５０ＰＦと半
減され、又、半導体バッファ層の導電型が反転してもそ
の層厚がキャリア拡散長に比べ十分に小さいため、リモ
ート接合による特性劣化なしに応答特性が改嵜される。
光部周辺に寄生するｐト接合容量が発光部の拡散容量に
比べて十分小さくない場合、顕著なパルス応答特性の劣
化をもたらす。例えば素子の大きさを３００ｐｍ角とし
た場合実施例中の半導体バッファ層２がない従来植造の
素子においては、活性層の不純物Ｚｎが半導体基板に拡
散し、不純物キャリア濃度が補償される効果を考慮して
も、寄生容量は最大４９０ＰＦとなる。一方、発光部の
拡散容量は約１０００ＰＦであるため、橘ず生芥量によ
シ応答速度の劣化が生じ、１００Ｍｂ／ｓ以上の高速変
調は困難である。本発明は不純物濃度が高い半導体基板
と活性層の間に、活性層から拡散する不純物を補償する
程度の反対４電型不純物をドープした厚さがキャリア拡
散長Ｖ２以下の半導体バッファ層をはさむことによシ、
寄生容量を低減し、応答特性を改善するものである。即
ち、本実施例において、寄生容量は最大２５０ＰＦと半
減され、又、半導体バッファ層の導電型が反転してもそ
の層厚がキャリア拡散長に比べ十分に小さいため、リモ
ート接合による特性劣化なしに応答特性が改嵜される。
従って、２００Ｍｂ／ｓ程度まで高速変調が可能な面発
光型発光ダイオードが得られる。
光型発光ダイオードが得られる。
尚、＃＝尋体材石及び組成は上述の実施例に限定する必
要はなく、あらゆる組成の別−Ｖ族化合物半導体に適用
可能である。不純物電極材料も上述の実施例に限定する
必要はない。又、電流狭ｆ構造も本実施例に示した構造
に限らず、あらゆる構造が適用可能であシ、端面放射型
発光ダイオードにも適用可能である。さらに各層厚、不
純物濃度。
要はなく、あらゆる組成の別−Ｖ族化合物半導体に適用
可能である。不純物電極材料も上述の実施例に限定する
必要はない。又、電流狭ｆ構造も本実施例に示した構造
に限らず、あらゆる構造が適用可能であシ、端面放射型
発光ダイオードにも適用可能である。さらに各層厚、不
純物濃度。
電流注入部ｉｔ径、光取出し窓直径の値もいかなる数１
＋ｉをとってもよい。
＋ｉをとってもよい。
最後に本発明が有する特徴を要約すれば、不純物濃度が
高い活性層と半導体基板の間に製造工程中に活性層から
拡散する不純物を補償する程度の反対導電型不純物をド
ープした厚さがキャリア拡散長の１／２以下の半導体バ
ッファ層をはさむことによシ寄生容量を低減し、高速変
調を可能とじた発光ダイオ−下が得られることである。
高い活性層と半導体基板の間に製造工程中に活性層から
拡散する不純物を補償する程度の反対導電型不純物をド
ープした厚さがキャリア拡散長の１／２以下の半導体バ
ッファ層をはさむことによシ寄生容量を低減し、高速変
調を可能とじた発光ダイオ−下が得られることである。
図は本発明の一実施例の断面図である。図中、１は半導
体基板、２は半導体バッファ層、３は活性層、４はクラ
ッド層、５は電極形成層、５１はＺｎ拡散領域、６はｎ
側電極、６１は光取出し窓、７はＰ側電極である。 代理人弁理士 内線 音
体基板、２は半導体バッファ層、３は活性層、４はクラ
ッド層、５は電極形成層、５１はＺｎ拡散領域、６はｎ
側電極、６１は光取出し窓、７はＰ側電極である。 代理人弁理士 内線 音
Claims (1)
- 第一導電型の不純物を含む半導体基板上に、半導体バッ
ファ層、及び該半導体バッファ層よシも禁ｊｆｊｌＪ帯
幅が小さく第一４電型と反対の第二導電型の不純物を含
む半導体活性層が構成され、前記半導体バッファ層が第
一導電型の不純物と第二導電型の不純物のいずれをも含
み、かつ、前記半導体バッファ層に含まれる第一導電型
の不純物及び第二導電型の不純物の濃度がそれぞれ前記
半導体基板に含まれる第一導電型の不純物の濃度及び前
記半導体活性層に含まれる第二導電型の不純物の濃度よ
りも低く、かつ、削■記半樽体バッファ層の層厚がキャ
リアの拡散長の１／２よシもうすいことを特徴とする発
光ダイオード。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58112033A JPS604277A (ja) | 1983-06-22 | 1983-06-22 | 発光ダイオ−ド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58112033A JPS604277A (ja) | 1983-06-22 | 1983-06-22 | 発光ダイオ−ド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS604277A true JPS604277A (ja) | 1985-01-10 |
Family
ID=14576321
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58112033A Pending JPS604277A (ja) | 1983-06-22 | 1983-06-22 | 発光ダイオ−ド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS604277A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61183977A (ja) * | 1985-02-08 | 1986-08-16 | Toshiba Corp | 発光素子及びその製造方法 |
| JPS61228684A (ja) * | 1985-04-02 | 1986-10-11 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 半導体発光素子 |
| JPS62211970A (ja) * | 1986-03-13 | 1987-09-17 | Sanyo Electric Co Ltd | 発光ダイオ−ド |
| US6259219B1 (en) | 1994-11-22 | 2001-07-10 | Xerox Corporation | Multiple sensor speed controller for a driven member |
| WO2020196735A1 (ja) * | 2019-03-28 | 2020-10-01 | ウシオオプトセミコンダクター株式会社 | 赤外ｌｅｄ素子 |
-
1983
- 1983-06-22 JP JP58112033A patent/JPS604277A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61183977A (ja) * | 1985-02-08 | 1986-08-16 | Toshiba Corp | 発光素子及びその製造方法 |
| JPS61228684A (ja) * | 1985-04-02 | 1986-10-11 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 半導体発光素子 |
| JPS62211970A (ja) * | 1986-03-13 | 1987-09-17 | Sanyo Electric Co Ltd | 発光ダイオ−ド |
| US6259219B1 (en) | 1994-11-22 | 2001-07-10 | Xerox Corporation | Multiple sensor speed controller for a driven member |
| WO2020196735A1 (ja) * | 2019-03-28 | 2020-10-01 | ウシオオプトセミコンダクター株式会社 | 赤外ｌｅｄ素子 |
| JP2020167219A (ja) * | 2019-03-28 | 2020-10-08 | ウシオオプトセミコンダクター株式会社 | 赤外ｌｅｄ素子 |
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