JPS61264767A - 発光素子 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は発光素子に関し、特にダブルヘテロ構造を有す
る光通信用高輝度発光ダイオードに関するものである。

（従来の技術） 従来のダ′プルへテロ構造の゛発光素子については。

文献、特願昭５９−１３０４０８号に記載されている。

そこでは、発光ダイオードの発光輝度を高めるため、電
流狭窄層が形成されている。電流狭窄層はＰＮ接合部に
逆バイアスがかかるようになっておシ、そのためダイオ
ードに流れる電流は中心部に集中できる。そこで外部方
向に放射した光は、有効に利用できるが、基板内部方向
に進行した光は結晶内部で吸収され有効に利用されてい
ない。

゛　（発明が解決しようとする問題点）以上述べたよう
に従来の構造では発光素子の外部方向に進行した光のみ
有効に利用されているに過ぎず、基板内部方向に進行し
た光は、結晶内部で吸収され損失が大きかった。

そこで本発明の目的は、発光素子の下方に進行する光を
外部方向に方向を変えることによシ、発光素子で発生し
た光を有効に外部に取シ出そうとするものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明はダブルヘテロ構造の発光素子において。

半導体の基板と、この基板上に組成が漸次変化して積層
された３元素■−ｖ族化合物半導体層と、前記３元素■
−ｖ族化合物半導体層上に形成された３元素■−ｖ族化
合物半導体および２元素■−■族化合物半導体を材料と
する発光領域とこの３元素■−■族化合物半導体層上に
形成された電流狭窄を行う層とを備えてなるものである
。

（作用） 本発明によれば、以上のように、基板上に組成が漸次変
化して積層された３元素■−ｖ族化合物半導体層を設け
ているので、基板内部方向に進行した光は、この３元素
■−ｖ族化合物半導体層で光の吸収、再発光を繰返し、
この過程で外部方向に進行する光に変換される。

（実施例） 第１図（ａ）および（ｂ）は、それぞれ本発明の詳細な
説明するための発光素子の断面図およびＡｔの混晶比Ｘ
を示す図であシ、第２図は（ａ）〜（Ｃ）第１図に示し
た発光素子の製造方法を説明するための素子断面図であ
る。

以下図面に沿って説明する。

まず、第１図において、１はｎ型ＧａＡｓ基板、２はｎ
　’ｌｊｌ　ＡｔｘｌＧａｌ−ｘＩ　Ａｓ層、３はｎ型
ＡｔｘＧａ　１−ＸＡｓＡｓ層４ＺｙＧａ　、□Ａｓ活
性層、５はｐ型ＡｔｘＧａ　、−ｘＡｓ　層６はｎ型Ｇ
ａＡｓ層、７はｎ型Ａｔ２Ｇａ　４．Ａｓ層、８は高濃
度ｐ型（ｐ＋型）　ＧａＡｓ層を示している。ここでｎ
型Ａｔｘ１Ｇａ１−Ｘ１Ａ３層２ば、Ａｔの混晶比Ｘが
第１図（ｂ）に示すように、厚み方向に漸次質っている
。

次に第２図（、）〜（ｄ）を用いて、その製造方法を簡
単に説明する。

まず、第２図（、）に示すように、ｎ型ＧａＡｓ基板１
上に第１回目の結晶成長によｐｎｎ型Ａｔ２Ｇａ１ｘ１
Ａｓ層２をＡｔの混晶比を漸次変化させて積層し、続い
てこの上にｎ型ＡＺｘＧａ　、□Ａｓ層３ｔ−積層し、
この上にん！ｙＧａ、−ｙＡｓ活性層４、ｐ型ＡＺｚ　
Ｇａ　１−ｚ　Ａ　ｓ　５およびｎ型ＧａＡｓ層６を積
層し次いでメサエッチを行う。

次に、第２図（ｂ）に示すように、第２回目の液相成長
によシ、ｐ型ＡｔＧａＡｓ層６を、メサエッチ部分９上
を除く部分に形成し、引続きウェー−・全面を未飽和Ｇ
ａＡｓメルトでメルトバックさせる。この時ｐ　ｍ　Ａ
ｔ、Ｇａ　、−、Ａｓ層７はメルトバックされずに残シ
、ＧａＡｓ層６のメサエッチ部分９のみエツチングされ
る。

次にｆａ２図（ｃ）に示すように、通常の結晶成長方法
を用いて、ｐ型１１ｘＧａ　１−ｘＡ　ｓ層５、ｐ＋型
ＧａＡｓ層８を積層する。

しかる後、ｐ＋型ＧａＡｓ層８の一部をエツチング除去
することによ）第１図（、）に示すような断面のダブル
ヘテロ構造の発光素子を得る。

尚、この実施例では基板の導電型’）ｎ型としたがｐ型
基板を用い、これに対応して各層の導電型を反転させた
構造の発光素子にも用いることができる。

以上のようにこの実施例では、基板上にＡｔの混晶比ｘ
１を漸次変化させて積層したＡｔｘｌｏａ　、−ＸＩＡ
ｓ層２を設けているので、基板内部方向に進行した光は
、このＡｔｘｌＧａｌ−，１Ａｓ層２で光の吸収、再発
光を繰返し、この過程で外部方向に進行する光に変換さ
れるので発光素子の発光輝度を高くできる。

また、本発明の実施例では、文献「メルトエッチを利用
した内部ストライプ型７８０　ｎｍ　ＡｔＧａＡｓレー
デの試作」渡辺他著、昭和５９年度電子通信学会光・電
波部門全国大会Ｐ２−２９に記載されているメルトエッ
チ法を用いているので、ＡＺｘＧａ　１−ｘＡｓＡｓ層
５気中にさらされることなく酸化されずに、結晶性の良
い層を形成することができる。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、基板上に組成を
漸次変化させて形成した３元素■−ｖ族化合物半導体層
を設けているので、基板内部方向に進行する光が吸収、
再発光され外部方向に進行する光に変換されるため、発
光輝度の高い発光素子を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）および価）は、それぞれ本発明の詳細な説
明するための発光素子の断面図およびＡｔの混晶比Ｘ　
を示す図、第２図（，１〜（ｅ）は第１図に示した発光
素子の製造方法を説明するための素子断面図である。 １−　ｎ型ＧａＡｓ基板、２−　ｎ型ＡＺｘ　Ｉ　Ｇａ
　１−ｘ　Ｉ　Ａ　’層、３　＝−ｎ型ＡＺｘＧａ　１
−ｘＡｓ層、４・・・ＡｔｙＧａｌ−ｙＡｓ活性層、５
−ｐ型ＡＺｘＧ　ａ　１−ｘＡ　ｎ層、６−ｎ型ＧａＡ
ｓ屓　７・・・ｎ型ＡＺｚ　Ｇａ　１−ｚ　Ａ　ｎ層、
８−＝　ｐ＋型ＧａＡｓ層、９・・・メサエッチ部分。 特許出願人　　沖電気工業株式会社 （ｑ）　　　　　　　　　　　　　　　　　　（ｂ）発
尤系子（＠　ｆＯｆｉ　　　　　　　　　　ＡＱ　ＮＫ
Ｋ　ＵＬ　（Ｘ、Ｙ）第１図 大力１列に像５５とｔ索ｙｍａ社図 第２ＦＭ 手続補正書（自発） ６０、９２６ 昭和　　年　　列　　日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 半導体の基板と、 該基板上に組成が漸次変化して積層された３元素III−
   Ｖ族化合物半導体層と、 該３元素III−Ｖ族化合物半導体層上に形成された３元
   素III−Ｖ族化合物半導体層と２元素III−Ｖ族化合物半
   導体層とから構成されるダブルヘテロ構造領域と、 該ダブルヘテロ構造領域に形成された電流狭層とを備え
   てなることを特徴とする発光素子。