JPS61102786A - 半導体発光装置 - Google Patents
半導体発光装置Info
- Publication number
- JPS61102786A JPS61102786A JP59226315A JP22631584A JPS61102786A JP S61102786 A JPS61102786 A JP S61102786A JP 59226315 A JP59226315 A JP 59226315A JP 22631584 A JP22631584 A JP 22631584A JP S61102786 A JPS61102786 A JP S61102786A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- crystal
- light emitting
- substrate
- layer
- gaalas
- 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]
- H10H20/01—Manufacture or treatment
- H10H20/011—Manufacture or treatment of bodies, e.g. forming semiconductor layers
- H10H20/013—Manufacture or treatment of bodies, e.g. forming semiconductor layers having light-emitting regions comprising only Group III-V materials
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
可視発光ダイオードは、パネルディスプレイはもちろん
のこ七、交通信号や屋外ディスプレイ等広範囲に使用さ
れている。またイレーサ光源、プリンタ用ＬＥＤアレイ
やファイバ通信用光源として新しい分野にも使用さｎつ
つある。新しい分野のＬＥＤに求めらｎる条件として、
Ａｌ１度９，４出力、高速応答等が必要となってくる。
のこ七、交通信号や屋外ディスプレイ等広範囲に使用さ
れている。またイレーサ光源、プリンタ用ＬＥＤアレイ
やファイバ通信用光源として新しい分野にも使用さｎつ
つある。新しい分野のＬＥＤに求めらｎる条件として、
Ａｌ１度９，４出力、高速応答等が必要となってくる。
本発明は赤色ＬＥＤ、詳しくは、基板クラッド層を発光
領域より広いエネルギーギヤソゲにし、放射光の吸収を
無くすとともに薄い発光領域をもち、高輝度高速応答性
の発光中導体装置に関するものである。
領域より広いエネルギーギヤソゲにし、放射光の吸収を
無くすとともに薄い発光領域をもち、高輝度高速応答性
の発光中導体装置に関するものである。
従来の技術
可視ＬＥＤで、最高輝度、かつ高速応答が可能なものは
、Ｇ ａ Ａ Ｉ Ａ ｔｔ 赤色ＬＥＤである０代表
例として、Ａｐｐｌ、Ｐｈｙｓ、Ｌｅｔｔｅｒａ、ＶＯ
Ｌ４３゜Ｐ４Ｏ１０（１９８３）誌のＨ，Ｉｓｈｉｇｕ
ｒｏ ｅｔａｌによるように、ＧａＡｌＡｓ基板上に
、Ｇ ａ Ａ Ｉ Ａ ｓクラッド層発光領域、および
クラッドｊ―ヲ設は友ものが既知である。
、Ｇ ａ Ａ Ｉ Ａ ｔｔ 赤色ＬＥＤである０代表
例として、Ａｐｐｌ、Ｐｈｙｓ、Ｌｅｔｔｅｒａ、ＶＯ
Ｌ４３゜Ｐ４Ｏ１０（１９８３）誌のＨ，Ｉｓｈｉｇｕ
ｒｏ ｅｔａｌによるように、ＧａＡｌＡｓ基板上に
、Ｇ ａ Ａ Ｉ Ａ ｓクラッド層発光領域、および
クラッドｊ―ヲ設は友ものが既知である。
発明が解決しようとする問題点
ところが、上述の従来例では、Ｇ ａ Ａ Ｉ Ａ ｍ
結晶を用いているため発光ピーク波長が短波長になるに
従い、間接遷移領域の影響が強くなり発光効率は悪くな
る。一方クラッド層もＧａＡｌＡｓ 結晶を用いている
ため、クラッド層のＡＩＡｓａＡ比は一意的に決まり、
その結果発光領域には、引張応力が残る。
結晶を用いているため発光ピーク波長が短波長になるに
従い、間接遷移領域の影響が強くなり発光効率は悪くな
る。一方クラッド層もＧａＡｌＡｓ 結晶を用いている
ため、クラッド層のＡＩＡｓａＡ比は一意的に決まり、
その結果発光領域には、引張応力が残る。
問題点を解決するための手段
本発明は、砒化アルミニウム（ＡｌＡｓ ）混晶比が０
．４以上の砒化ガリウム・アルミニウム（ＧａＡｌＡｓ
ｉ ）基根上に、同型の伝導型を示し、かつ、前記基板
のＧ ａ Ａ Ｉ Ａ ｓ結晶と格子整合したインジウ
ム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）、アルミニウム（Ａｌ）
およびリンＰｉ含む結晶（ＧａＡｌ Ｉｎｐ）であって
、ＧａとＡｔとの比率が０．３以上の第１層、インジウ
ム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）およびリンｐｌ含む結晶
（ＧａＩｍｐ）の第２層および前記基板のＧ ａ Ａ
Ｉ Ａ ｓ結晶と異なる伝導型のインジウム（Ｉｎ）、
ガリウム（（ｊａ）、アルミニウム（Ａｌ ）およびリ
ンｐ＝２含む結晶で、ＧａとＡＩとの比率か０．３以上
の第３ノーを順次積層した構造の手導体発光装置である
。
．４以上の砒化ガリウム・アルミニウム（ＧａＡｌＡｓ
ｉ ）基根上に、同型の伝導型を示し、かつ、前記基板
のＧ ａ Ａ Ｉ Ａ ｓ結晶と格子整合したインジウ
ム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）、アルミニウム（Ａｌ）
およびリンＰｉ含む結晶（ＧａＡｌ Ｉｎｐ）であって
、ＧａとＡｔとの比率が０．３以上の第１層、インジウ
ム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）およびリンｐｌ含む結晶
（ＧａＩｍｐ）の第２層および前記基板のＧ ａ Ａ
Ｉ Ａ ｓ結晶と異なる伝導型のインジウム（Ｉｎ）、
ガリウム（（ｊａ）、アルミニウム（Ａｌ ）およびリ
ンｐ＝２含む結晶で、ＧａとＡＩとの比率か０．３以上
の第３ノーを順次積層した構造の手導体発光装置である
。
作 用
本発明によると、従来のＧａＡｌＡｓ 結晶にかわりク
ラッド層にＩｎＧａＡＩＡｓＰ結晶を用い又発光領域［
ＩｎＧａｐ結晶を採用することにより発光領域に応力が
少なく高信順性で、かつ高効率の＃導体発光装置が実現
できる。
ラッド層にＩｎＧａＡＩＡｓＰ結晶を用い又発光領域［
ＩｎＧａｐ結晶を採用することにより発光領域に応力が
少なく高信順性で、かつ高効率の＃導体発光装置が実現
できる。
実施例
本発明を、実施例のＩｎＧａｐｎＧａ光ダイオードを用
いて、詳細に説明する。第１図に本発明によるＩｎＧａ
ｐ赤色ＬＥＤの断面図を示す、まず第１に基板１として
用いるＧ ａ Ａ Ｉ Ａ ｔｓ結晶の成長方法につい
て述べる。高純度カーボン結晶成長装置に、そｎぞＡ、
Ｐ型Ｇ ａ Ａ ｓ基板（Ｚｎドープ。
いて、詳細に説明する。第１図に本発明によるＩｎＧａ
ｐ赤色ＬＥＤの断面図を示す、まず第１に基板１として
用いるＧ ａ Ａ Ｉ Ａ ｔｓ結晶の成長方法につい
て述べる。高純度カーボン結晶成長装置に、そｎぞＡ、
Ｐ型Ｇ ａ Ａ ｓ基板（Ｚｎドープ。
Ｎ：ｌＸ１０ ｃｍ ）と成長用溶液材料としてＧ
ａ１ｐ当りのＧ ａ Ａ ｓ多結晶７２Ｔｎ９．Ａ１４
．６’＋５１さらに不純物としてＺｎをｌｌＲ９秤賞し
、装置する。
ａ１ｐ当りのＧ ａ Ａ ｓ多結晶７２Ｔｎ９．Ａ１４
．６’＋５１さらに不純物としてＺｎをｌｌＲ９秤賞し
、装置する。
９００Ｃの高温で充分溶解させた後、ｍ液と基板とを接
触させる。毎分０．６Ｃの冷却速度で７５０ごまで徐冷
を行なう、結晶成長したＧａＡＩＡｓ）−は、Ａ Ｉ
Ａ ｓ混晶比が０．６５より０．４０まで徐々に減少し
ている。不純物一度は、３〜５ｘ１０ｃｍｓ模厚は２０
０〜２５０ ｐ ｍである。その後、 ＧａＡｓ基板を
アンモニア過酸化水素水の混合液で選択エッチを行ない
除去する。このＧ ａ Ａ Ｉ Ａ ｓ 結晶を新たに
基板１として、ＭＯＣＶＤ法を用いてＩｎＧａＡＩＰ結
晶２を形成する。混晶比は工”０ 、５”０ 、３５Ａ
１０．１６Ｐであり、基板１との格子不整合は０．１チ
以下である。不純物頒度は、３ ｘ １０”ｃｍ＝膜厚
は約１０μｍである。さらに発光領域のＩｎＧａｐ結晶
３を形成する。膜厚は０．５μｍ程度でノンドープ層で
ある。混晶比はＩ ｎ ｏ 、 ６Ｇ ａ ｏ 、 ｓ
Ｐであり格子不整合は０．１％以下である。さらに最
初のクラッド層としてのＩｎＧａＡＩＰ結晶２と同じ混
晶比でＳｅドーグのＩｎＧａＡＩＰ層４を成長する。膜
厚は約１０μｍ、不純物纜度は１〜３ｘ１０ ｃｍで
ある。その後、通常の蒸着法を用いてｐ９１１電極５お
よびｎ側電極６を形成し、素子分離を行ない所定のコム
に組立てる。なお発光領域には、歪が加わらないのが最
適であるが、結晶成長温度と室温の差があるため、膨張
係数の差により歪が加わるのが一般的である０本発明に
おいてはクラッド層の混晶比と膜厚を制御することによ
ジ、圧縮応力となりかつ１０ｄｙｎｅ／ｃ＃１以下とな
るよう制御した。
触させる。毎分０．６Ｃの冷却速度で７５０ごまで徐冷
を行なう、結晶成長したＧａＡＩＡｓ）−は、Ａ Ｉ
Ａ ｓ混晶比が０．６５より０．４０まで徐々に減少し
ている。不純物一度は、３〜５ｘ１０ｃｍｓ模厚は２０
０〜２５０ ｐ ｍである。その後、 ＧａＡｓ基板を
アンモニア過酸化水素水の混合液で選択エッチを行ない
除去する。このＧ ａ Ａ Ｉ Ａ ｓ 結晶を新たに
基板１として、ＭＯＣＶＤ法を用いてＩｎＧａＡＩＰ結
晶２を形成する。混晶比は工”０ 、５”０ 、３５Ａ
１０．１６Ｐであり、基板１との格子不整合は０．１チ
以下である。不純物頒度は、３ ｘ １０”ｃｍ＝膜厚
は約１０μｍである。さらに発光領域のＩｎＧａｐ結晶
３を形成する。膜厚は０．５μｍ程度でノンドープ層で
ある。混晶比はＩ ｎ ｏ 、 ６Ｇ ａ ｏ 、 ｓ
Ｐであり格子不整合は０．１％以下である。さらに最
初のクラッド層としてのＩｎＧａＡＩＰ結晶２と同じ混
晶比でＳｅドーグのＩｎＧａＡＩＰ層４を成長する。膜
厚は約１０μｍ、不純物纜度は１〜３ｘ１０ ｃｍで
ある。その後、通常の蒸着法を用いてｐ９１１電極５お
よびｎ側電極６を形成し、素子分離を行ない所定のコム
に組立てる。なお発光領域には、歪が加わらないのが最
適であるが、結晶成長温度と室温の差があるため、膨張
係数の差により歪が加わるのが一般的である０本発明に
おいてはクラッド層の混晶比と膜厚を制御することによ
ジ、圧縮応力となりかつ１０ｄｙｎｅ／ｃ＃１以下とな
るよう制御した。
第２図に、本実捲例による赤色したＤ （Ｉ）と従来例
のＧａＡｌＡｓ 赤色したＤ （ＩＩ）と全比較し、そ
の発光出カー電流特性を示す０本実施例の場合、Ｉ ｎ
Ｇａ ｐの発光効率の良い分宛光出力は高い。
のＧａＡｌＡｓ 赤色したＤ （ＩＩ）と全比較し、そ
の発光出カー電流特性を示す０本実施例の場合、Ｉ ｎ
Ｇａ ｐの発光効率の良い分宛光出力は高い。
第３図に本発明による赤色ＬＥＤ（Ｉ）と従来例のＧａ
ＡｌＡｓ 赤色ＬＥＤ（Ｉｆ）との順方向電流ＩＦ＝５
０ｍＡＤ、Ｃによる発光出力の経時変化を示す。
ＡｌＡｓ 赤色ＬＥＤ（Ｉｆ）との順方向電流ＩＦ＝５
０ｍＡＤ、Ｃによる発光出力の経時変化を示す。
ＧａＡｌＡｓ ＬＥＤはＨｆ４ＪＩ Ｌ Ｅ Ｄ Ｔ
Ｈ使用上問題すい１０００時間後の残存率が７０％であ
るが、本発明のＬＥＤでは、発光領域に加わる応力を圧
縮応力に制御しているため１０００時間経過しても発光
出力の変化はほとんどない。
Ｈ使用上問題すい１０００時間後の残存率が７０％であ
るが、本発明のＬＥＤでは、発光領域に加わる応力を圧
縮応力に制御しているため１０００時間経過しても発光
出力の変化はほとんどない。
発明の効果
Ｇ ａ Ａ Ｉ Ａ ｓ結晶の代わりにＩｎＧａｐ結晶
を発光領域に用いることにより、従来のＧａＡｌＡｓ赤
色ＬＥＤと比較して２〜３培の高高度ＬＥＤが得らｎた
・またクラッド層の混晶比および膜厚を制御するこ七に
より、発光領域に加わる応力を１０ ｄｙｎｅ／ｃｒＮ
以下の圧縮圧力にすることが出来、高信頓性のＬＥＤが
傳らｎた・
を発光領域に用いることにより、従来のＧａＡｌＡｓ赤
色ＬＥＤと比較して２〜３培の高高度ＬＥＤが得らｎた
・またクラッド層の混晶比および膜厚を制御するこ七に
より、発光領域に加わる応力を１０ ｄｙｎｅ／ｃｒＮ
以下の圧縮圧力にすることが出来、高信頓性のＬＥＤが
傳らｎた・
第１図は、本発明笑癩例の析面図、第２図は本発明によ
るＬＥＤと従来のＬＥＤの光出力−電流特性図、第３図
は本発明によるＬＥＤと従来のＬＥＤの光出力経時変化
特性図である。 １・・・・・・ＧａＡＩＡＳ基板、２−−−−Ｉ ｎＧ
ａＡ Ｉ Ｐクラッド層、３・・・・・・発光領域、４
・・・・・ＩｎＧａＡＩＰクラッド層、５・・・・・・
ｐ １ｕｌｌ電極、６・・・・・・ｎ側直億。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第２図 ノｌｊ貞方 向 々ヒ ンｊヒ ＴＦ（２η７４）第
３図 盈４を杓閘（ｈｐ）
るＬＥＤと従来のＬＥＤの光出力−電流特性図、第３図
は本発明によるＬＥＤと従来のＬＥＤの光出力経時変化
特性図である。 １・・・・・・ＧａＡＩＡＳ基板、２−−−−Ｉ ｎＧ
ａＡ Ｉ Ｐクラッド層、３・・・・・・発光領域、４
・・・・・ＩｎＧａＡＩＰクラッド層、５・・・・・・
ｐ １ｕｌｌ電極、６・・・・・・ｎ側直億。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第２図 ノｌｊ貞方 向 々ヒ ンｊヒ ＴＦ（２η７４）第
３図 盈４を杓閘（ｈｐ）
Claims (1)
- 砒化アルミニウム（ＡｌＡｓ）混晶比が、０．４以上
の砒化ガリウム・アルミニウム（ＧａＡｌＡｓ）基板上
に、同型の伝導型で、かつ前記基板のＧａＡｌＡｓ結晶
と格子整合したインジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）
、アルミニウム（Ａｌ）およびリンｐを含む結晶でかつ
、ＧａとＡｌとの比率が０．３以上の第１層インジウム
（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）リンｐを含む第２層および
前記ＧａＡｌＡｓ結晶の基板と異なる伝導型を示し、イ
ンジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）、アルミニウム（
Ａｌ）およびリンｐを含む結晶でかつＧａとＡｌの比率
が０．３以上の第３層を順次積層した構造の半導体発光
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59226315A JPS61102786A (ja) | 1984-10-26 | 1984-10-26 | 半導体発光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59226315A JPS61102786A (ja) | 1984-10-26 | 1984-10-26 | 半導体発光装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61102786A true JPS61102786A (ja) | 1986-05-21 |
Family
ID=16843272
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59226315A Pending JPS61102786A (ja) | 1984-10-26 | 1984-10-26 | 半導体発光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61102786A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0616377A3 (en) * | 1993-03-15 | 1995-01-04 | Tokyo Shibaura Electric Co | Semiconductor light emitting device and manufacturing method. |
| US5639674A (en) * | 1994-03-14 | 1997-06-17 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor light-emitting element and method for manufacturing therefor |
-
1984
- 1984-10-26 JP JP59226315A patent/JPS61102786A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0616377A3 (en) * | 1993-03-15 | 1995-01-04 | Tokyo Shibaura Electric Co | Semiconductor light emitting device and manufacturing method. |
| US5488235A (en) * | 1993-03-15 | 1996-01-30 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor light-emitting element and method for manufacturing therefor |
| US5639674A (en) * | 1994-03-14 | 1997-06-17 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor light-emitting element and method for manufacturing therefor |
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