JPS6310577A - 発光ダイオ−ド - Google Patents
発光ダイオ−ドInfo
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- JPS6310577A JPS6310577A JP61155321A JP15532186A JPS6310577A JP S6310577 A JPS6310577 A JP S6310577A JP 61155321 A JP61155321 A JP 61155321A JP 15532186 A JP15532186 A JP 15532186A JP S6310577 A JPS6310577 A JP S6310577A
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- emitting diode
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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、化合物基体、とりわけ、ＩＩ−Ｖｌ族化合物
基体を用いた発光ダイオードに関するものである。
基体を用いた発光ダイオードに関するものである。
従来の技術
高輝度の発光ダイオード（以下、ＬＥＤと略称する）を
作成するためには、半導体材料ｐ−ｎ接合が形成可能で
あることが望ましい。しかし、たとえば、セレン化亜鉛
（ＺｎＳｅ）はｎ型伝導性を示すものは比較的容易に得
ることができるのに対し、ｎ型伝導性を示すものを得る
のは困難である。この様に、一方の伝導型のみしか得ら
れないというのは広い禁制帯幅を持つ半導体一般に見ら
れる現象である。
作成するためには、半導体材料ｐ−ｎ接合が形成可能で
あることが望ましい。しかし、たとえば、セレン化亜鉛
（ＺｎＳｅ）はｎ型伝導性を示すものは比較的容易に得
ることができるのに対し、ｎ型伝導性を示すものを得る
のは困難である。この様に、一方の伝導型のみしか得ら
れないというのは広い禁制帯幅を持つ半導体一般に見ら
れる現象である。
発明が解決しようとする問題点
ところで、ＬＥＤ作成のためには、ｐ−ｎ接合が好まし
いがｐ型結晶を得るのが困難な場合、金属−絶縁層−ｎ
型（ｍ−ｉ−ｎ）構造を採用せざるを得ない。この場合
、電子がｎ層からｉ層に注入されｉ層で発光する。
いがｐ型結晶を得るのが困難な場合、金属−絶縁層−ｎ
型（ｍ−ｉ−ｎ）構造を採用せざるを得ない。この場合
、電子がｎ層からｉ層に注入されｉ層で発光する。
分子線エピタキシー（ＭＢＥ）法や金属有機化合物を分
解して生成する気相成長（Ｍ ＯＣＶ Ｄ ）法でＺｎ
５ｅ単結晶膜を成長すると、不純物を添加しな（でも比
較的高品質のｎ型結晶が得られる。
解して生成する気相成長（Ｍ ＯＣＶ Ｄ ）法でＺｎ
５ｅ単結晶膜を成長すると、不純物を添加しな（でも比
較的高品質のｎ型結晶が得られる。
このとき、絶縁層あるいはｐ型結晶を得る目的で、ｐ型
の不純物である窒素（Ｎ〉、リン（Ｐ）砒素（Ａｓ）等
を添加すると、これらｐ型不純物がＳＡ中心と呼ばれる
深い不純物準位を形成し、十分な発光性能が得られない
。
の不純物である窒素（Ｎ〉、リン（Ｐ）砒素（Ａｓ）等
を添加すると、これらｐ型不純物がＳＡ中心と呼ばれる
深い不純物準位を形成し、十分な発光性能が得られない
。
問題点を解決するための手段
本発明は、Ｚｎ５ｅとイオウ化亜鉛（ＺｎＳ）の混晶半
導体であるＺｎ５ｘＳｅ＋−ｘが、イオウ（Ｓ）の組成
Ｘの選定により、高比抵抗の絶縁性結晶になるという事
実に基づ（もので、要約するに、良質のｎ型結晶が得ら
れるＺｎ５ｅと、良質の絶縁性結晶が得られるＺｎ５ｘ
Ｓｅ＋−Ｘとの接合をそなえたＬＥｒｌである。
導体であるＺｎ５ｘＳｅ＋−ｘが、イオウ（Ｓ）の組成
Ｘの選定により、高比抵抗の絶縁性結晶になるという事
実に基づ（もので、要約するに、良質のｎ型結晶が得ら
れるＺｎ５ｅと、良質の絶縁性結晶が得られるＺｎ５ｘ
Ｓｅ＋−Ｘとの接合をそなえたＬＥｒｌである。
作用
本発明によれば、ＭＢＥやＭＯＣＶＤ法を使用して、ｎ
型Ｚ ｎ Ｓ ｅと絶縁性のＺｎＳｘＳｅ１−ｘとを連
続的に成長し、容易に高効率の青色ＬＥＤを作成するこ
とができる。
型Ｚ ｎ Ｓ ｅと絶縁性のＺｎＳｘＳｅ１−ｘとを連
続的に成長し、容易に高効率の青色ＬＥＤを作成するこ
とができる。
実施例
第１図は本発明実施例のＬＥＤの断面図である。このＬ
ＥＤは、砒化ガリウム（ＧａＡｓ）１の基板上に厚さ２
０μｌのｎ型Ｚｎ５ｅ層２を形成し、さらに、これに厚
さ１．０μｍ以下の高抵抗性Ｚｎ５ｘＳｅ＋−ｘ層３を
積層形成したもので、ＧａＡｓ１側の電極４をゲルマニ
ウム（Ｇｅ）含有の金（Ａｕ）蒸着層で、また、Ｚｎ５
ｘＳｅ＋−ｘ３側の電極５を、Ａｕ蒸着層で形成する。
ＥＤは、砒化ガリウム（ＧａＡｓ）１の基板上に厚さ２
０μｌのｎ型Ｚｎ５ｅ層２を形成し、さらに、これに厚
さ１．０μｍ以下の高抵抗性Ｚｎ５ｘＳｅ＋−ｘ層３を
積層形成したもので、ＧａＡｓ１側の電極４をゲルマニ
ウム（Ｇｅ）含有の金（Ａｕ）蒸着層で、また、Ｚｎ５
ｘＳｅ＋−ｘ３側の電極５を、Ａｕ蒸着層で形成する。
この実施例では、Ｚｎ５ｘＳｅ＋−ｘ１３のイオウ（Ｓ
）の組成比Ｘを、Ｘ−０，１に選定して、青色発光特性
の青色ＬＥＤを形成した。
）の組成比Ｘを、Ｘ−０，１に選定して、青色発光特性
の青色ＬＥＤを形成した。
第２図は、この実施例発光ダイオードの作成のために使
用したＭ ＯＣＶ Ｄ成長装置の概略図を示したもので
ある。亜鉛原料にはジメチル亜鉛（ＤＭＺ）、セレン原
料にはセレン化水素（Ｈ２Ｓｅ）イオウ原料には硫化水
素（Ｈ，Ｓ）を用いている。
用したＭ ＯＣＶ Ｄ成長装置の概略図を示したもので
ある。亜鉛原料にはジメチル亜鉛（ＤＭＺ）、セレン原
料にはセレン化水素（Ｈ２Ｓｅ）イオウ原料には硫化水
素（Ｈ，Ｓ）を用いている。
ＤＭＺは恒温槽内のバブラー１１に入れられ、マスフロ
ーコントローラ１２（こより流量制御された水素（Ｈ２
）をキャリアガスとして、反応管１３内へ送られる。一
方Ｈ２ＳとＨ２Ｓｅは水素で１０％に希釈されたものを
用い、マスフローコントローラ１２により流量制御され
反応管１３に送られる。
ーコントローラ１２（こより流量制御された水素（Ｈ２
）をキャリアガスとして、反応管１３内へ送られる。一
方Ｈ２ＳとＨ２Ｓｅは水素で１０％に希釈されたものを
用い、マスフローコントローラ１２により流量制御され
反応管１３に送られる。
基板１４にはｎ型砒化ガリウム（ＧａＡ、ｓ）を用い、
カーボンサセプタ１５上に段重され、同サセプタ１５内
のヒーターにより、成長温度２５０℃に加熱される。反
応管１３内の圧力はロータリーポンプ１６により０．７
トールの減圧状態に保たれる。
カーボンサセプタ１５上に段重され、同サセプタ１５内
のヒーターにより、成長温度２５０℃に加熱される。反
応管１３内の圧力はロータリーポンプ１６により０．７
トールの減圧状態に保たれる。
ＤＭＺの供給量を３．７ Ｘ １０−５ｍｏｌ／ｓｉｎ
とし、このＤＭＺに対するＨ２ＳとＨ２Ｓｅとの合計の
比（Ｖｌ／ｎ）比を１０倍として、当量生成物が得られ
るように、一定に保ち、Ｈ２ＳとＨ２Ｓｅの供給比を変
化させて成長した結晶ＺｎＳｘＳｅ１−ｘのＳ組成Ｘを
Ｘ Ａｉ１回折で調べ、それをプロットしたものが第３
図である。Ｈ２ＳとＨ２Ｓｅの供給比を変化させること
により、任意のＳ組成Ｘを有するＺｎ５ｘＳｅ＋−ｘの
結晶を成長することができる。
とし、このＤＭＺに対するＨ２ＳとＨ２Ｓｅとの合計の
比（Ｖｌ／ｎ）比を１０倍として、当量生成物が得られ
るように、一定に保ち、Ｈ２ＳとＨ２Ｓｅの供給比を変
化させて成長した結晶ＺｎＳｘＳｅ１−ｘのＳ組成Ｘを
Ｘ Ａｉ１回折で調べ、それをプロットしたものが第３
図である。Ｈ２ＳとＨ２Ｓｅの供給比を変化させること
により、任意のＳ組成Ｘを有するＺｎ５ｘＳｅ＋−ｘの
結晶を成長することができる。
Ｓ組成ｘ＝Ｏの場合がＺ ｎ Ｓ ｅで、上記の成長条
件で、低抵抗のｎ型となる。しかし、Ｚｎ５ｘＳｅ＋−
ｘは、第４図に、比抵抗とＳ組成との関係で示すように
、たとえば、Ｓ組成Ｘが０．０２と非常に小さい場合で
も比抵抗が１０４Ω−ｃｍ以上であり、高抵抗層ないし
は絶縁層１こなる。このようにＧａＡｓ基板上に、初め
に、ＤＭＺとＨ２Ｓｅにより、厚さ約２０μｍの低抵抗
ｎ型のＺｎ５ｅを成長し、次にＤＭＺとＨ２Ｓｅおよび
Ｈ２Ｓにより、厚さ１．０μｍ以下の絶縁性のＺｎ５ｘ
Ｓｅ＋−ｘを成長し、さらに、この上に金属の電極、た
とえば金（Ａｕ）を蒸着すれば（ｍ−ｉ−ｎ）Ｉ造のＬ
ＥＤを作成することができる。
件で、低抵抗のｎ型となる。しかし、Ｚｎ５ｘＳｅ＋−
ｘは、第４図に、比抵抗とＳ組成との関係で示すように
、たとえば、Ｓ組成Ｘが０．０２と非常に小さい場合で
も比抵抗が１０４Ω−ｃｍ以上であり、高抵抗層ないし
は絶縁層１こなる。このようにＧａＡｓ基板上に、初め
に、ＤＭＺとＨ２Ｓｅにより、厚さ約２０μｍの低抵抗
ｎ型のＺｎ５ｅを成長し、次にＤＭＺとＨ２Ｓｅおよび
Ｈ２Ｓにより、厚さ１．０μｍ以下の絶縁性のＺｎ５ｘ
Ｓｅ＋−ｘを成長し、さらに、この上に金属の電極、た
とえば金（Ａｕ）を蒸着すれば（ｍ−ｉ−ｎ）Ｉ造のＬ
ＥＤを作成することができる。
第５図は、Ｚｎ５ｘＳｅ＋−ｘ結晶の７７Ｋにおける青
色のフォトルミネッセンス強度のＳ組成Ｘに対する依存
性である。
色のフォトルミネッセンス強度のＳ組成Ｘに対する依存
性である。
この経験によると、Ｓ組成Ｘが太き（なるに従い、青色
発光強度が増大するが、ＳＡ全発光呼ばれる黄色の発光
は増加しない。
発光強度が増大するが、ＳＡ全発光呼ばれる黄色の発光
は増加しない。
さらに、Ｓ組成Ｘを大きくすると、結晶の禁制帯幅が太
き（なり、発光波長が視感度の低い紫外領域となる。こ
のような実情から、青色ＬＥＤとして適当なＳｔＵ成Ｘ
はＯ＜ｘ＜０．２の範囲となる。
き（なり、発光波長が視感度の低い紫外領域となる。こ
のような実情から、青色ＬＥＤとして適当なＳｔＵ成Ｘ
はＯ＜ｘ＜０．２の範囲となる。
なお、Ｚｎ５ｘＳｅ＋−ｘは絶縁性である必要はなく、
ｐ型結晶であればｐ−ｎ接合が形成され、さらに発光効
率が向上する。
ｐ型結晶であればｐ−ｎ接合が形成され、さらに発光効
率が向上する。
発明の効果
本発明によると、低抵抗のｎ型Ｚｎ５ｅと、絶縁性のＺ
ｎ５ｘＳｅｌ−Ｘおよび金１寓のＴＬ極により、（ｍ−
ｉ−ｎ）構造の高発光効率の青色ＬＥＤが実現できる。
ｎ５ｘＳｅｌ−Ｘおよび金１寓のＴＬ極により、（ｍ−
ｉ−ｎ）構造の高発光効率の青色ＬＥＤが実現できる。
第１図は本発明実施例のＬＥＤ断面図、第２図は同ＬＥ
Ｄ製作に使用したＭＯＣＶＤ成長装置の１・・・・・Ｇ
ａ Ａ Ｓ基板、２・・・・・・ＺｎＳ、＝、慣、３
・・・・・・Ｚｎ５ｘＳｅｌ−４層、４＝−・−Ｇｅ−
Ａｕ７ｍ極、５−− Ａ ｕ電極。 代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 ほか１名第 １ 図 第３図 ＨｚＳ ／ （ＨｚＳ ＋ ＃２．５８）第４図 第５図
Ｄ製作に使用したＭＯＣＶＤ成長装置の１・・・・・Ｇ
ａ Ａ Ｓ基板、２・・・・・・ＺｎＳ、＝、慣、３
・・・・・・Ｚｎ５ｘＳｅｌ−４層、４＝−・−Ｇｅ−
Ａｕ７ｍ極、５−− Ａ ｕ電極。 代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 ほか１名第 １ 図 第３図 ＨｚＳ ／ （ＨｚＳ ＋ ＃２．５８）第４図 第５図
Claims (2)
- （１）ｎ型の伝導性を有するセレン化亜鉛と絶縁性ある
いはｐ型の伝導性を有するセレン・イオウ化亜鉛との接
合をそなえた発光ダイオード。 - （２）セレン・イオウ化亜鉛がイオウ化亜鉛の組成比０
．２以下でなる特許請求の範囲第（１）項記載の発光ダ
イオード。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15532186A JPH0728053B2 (ja) | 1986-07-02 | 1986-07-02 | 発光ダイオ−ド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15532186A JPH0728053B2 (ja) | 1986-07-02 | 1986-07-02 | 発光ダイオ−ド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6310577A true JPS6310577A (ja) | 1988-01-18 |
| JPH0728053B2 JPH0728053B2 (ja) | 1995-03-29 |
Family
ID=15603332
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15532186A Expired - Fee Related JPH0728053B2 (ja) | 1986-07-02 | 1986-07-02 | 発光ダイオ−ド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0728053B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5274248A (en) * | 1991-06-05 | 1993-12-28 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Light-emitting device with II-VI compounds |
-
1986
- 1986-07-02 JP JP15532186A patent/JPH0728053B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5274248A (en) * | 1991-06-05 | 1993-12-28 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Light-emitting device with II-VI compounds |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0728053B2 (ja) | 1995-03-29 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |