JP2000068554A - 半導体発光素子 - Google Patents
半導体発光素子Info
- Publication number
- JP2000068554A JP2000068554A JP23615698A JP23615698A JP2000068554A JP 2000068554 A JP2000068554 A JP 2000068554A JP 23615698 A JP23615698 A JP 23615698A JP 23615698 A JP23615698 A JP 23615698A JP 2000068554 A JP2000068554 A JP 2000068554A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- light emitting
- emitting diode
- current diffusion
- diffusion 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
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 14
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims abstract description 106
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 44
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 96
- 230000007480 spreading Effects 0.000 claims description 45
- 238000003892 spreading Methods 0.000 claims description 45
- 238000005253 cladding Methods 0.000 claims description 23
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 11
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 10
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 22
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 20
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 19
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 17
- 229910000980 Aluminium gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 12
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 12
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 2
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000005842 heteroatom Chemical group 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/02—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
- H01L33/14—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a carrier transport control structure, e.g. highly-doped semiconductor layer or current-blocking structure
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/02—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
- H01L33/16—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a particular crystal structure or orientation, e.g. polycrystalline, amorphous or porous
Abstract
(57)【要約】
【課題】 抵抗率が低く、発光層の発光波長に対して透
明であり、さらに高温高湿条件下でも発光特性の劣化を
生じない、高輝度な発光ダイオードを提供する。 【解決手段】半導体基板と、該基板上に配設されたＡｌ
ＧａＩｎＰ系化合物半導体からなる積層構造体とを備
え、該積層構造体が一対のクラッド層と該一対のクラッ
ド層の間に配設された発光のための活性層とからなる発
光層を少なくとも含む発光ダイオードであって、該積層
構造体が該発光層に対して格子不整合な電流拡散層をさ
らに含み、以下の式： Δａ／ａ＝(ａ(電流拡散層)−ａ(発光層))／ａ(発光層) ここで、ａ(電流拡散層)：該電流拡散層の格子定数 ａ(発光層)：該発光層の格子定数 で定義される該電流拡散層の格子整合率が−１％以下で
ある、発光ダイオード。
明であり、さらに高温高湿条件下でも発光特性の劣化を
生じない、高輝度な発光ダイオードを提供する。 【解決手段】半導体基板と、該基板上に配設されたＡｌ
ＧａＩｎＰ系化合物半導体からなる積層構造体とを備
え、該積層構造体が一対のクラッド層と該一対のクラッ
ド層の間に配設された発光のための活性層とからなる発
光層を少なくとも含む発光ダイオードであって、該積層
構造体が該発光層に対して格子不整合な電流拡散層をさ
らに含み、以下の式： Δａ／ａ＝(ａ(電流拡散層)−ａ(発光層))／ａ(発光層) ここで、ａ(電流拡散層)：該電流拡散層の格子定数 ａ(発光層)：該発光層の格子定数 で定義される該電流拡散層の格子整合率が−１％以下で
ある、発光ダイオード。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体発光ダイオー
ドに関し、より詳細には電流拡散層を有する発光ダイオ
ードに関する。
ドに関し、より詳細には電流拡散層を有する発光ダイオ
ードに関する。
【０００２】
【従来の技術】ＡｌＧａＩｎＰ系材料は、窒化物を除く
III−Ｖ族化合物半導体材料の中で最大の直接遷移型バ
ンドギャップを有し、５５０〜６５０ｎｍ帯にある波長
の光を発する発光素子材料として注目されている。特
に、ＧａＡｓを基板とし、これに格子整合するＡｌＧａ
ＩｎＰ系材料からなる発光部(活性層を含む積層構造体)
をＧａＡｓ基板上に成長させて形成されているｐｎ接合
型の発光ダイオードは、ＧａＰまたはＡｌＧａＡｓなど
の材料からなる発光部を備えた発光ダイオードに比べ
て、赤色から緑色に相当する波長域で、より高輝度の発
光を得ることが可能である。
III−Ｖ族化合物半導体材料の中で最大の直接遷移型バ
ンドギャップを有し、５５０〜６５０ｎｍ帯にある波長
の光を発する発光素子材料として注目されている。特
に、ＧａＡｓを基板とし、これに格子整合するＡｌＧａ
ＩｎＰ系材料からなる発光部(活性層を含む積層構造体)
をＧａＡｓ基板上に成長させて形成されているｐｎ接合
型の発光ダイオードは、ＧａＰまたはＡｌＧａＡｓなど
の材料からなる発光部を備えた発光ダイオードに比べ
て、赤色から緑色に相当する波長域で、より高輝度の発
光を得ることが可能である。
【０００３】高輝度の発光ダイオードを形成するために
は、発光効率を高めることに加えて、発光部への電流注
入効率の向上、および素子外部への光の効率的な取り出
しを実現することが重要である。
は、発光効率を高めることに加えて、発光部への電流注
入効率の向上、および素子外部への光の効率的な取り出
しを実現することが重要である。
【０００４】ＡｌＧａＩｎＰ系材料からなる発光部を有
する従来の発光ダイオードを図面を参照して説明する。
図８は、このような発光ダイオードの断面図である。
する従来の発光ダイオードを図面を参照して説明する。
図８は、このような発光ダイオードの断面図である。
【０００５】図８に示すように、発光ダイオード２００
は、ｎ型ＧａＡｓ基板６１と、ｎ型ＧａＡｓバッファ層
６２と、ＡｌＧａＩｎＰ系材料からなる発光層６９と、
ｐ型ＡｌＧａＡｓ電流拡散層６６とが順次積層された構
造を有している。発光層６９は、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰク
ラッド層６３と、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層６５
と、これらクラッド層６３、６５の間に配設されたＡｌ
ＧａＩｎＰ活性層６４とを備える。さらに、ｐ型Ａｌx
Ｇａ1-xＡｓ電流拡散層６６の上面にはｐ型電極６８が
配設され、ｎ型ＧａＡｓ基板６１の下面にはｎ型電極６
７が配設されている。
は、ｎ型ＧａＡｓ基板６１と、ｎ型ＧａＡｓバッファ層
６２と、ＡｌＧａＩｎＰ系材料からなる発光層６９と、
ｐ型ＡｌＧａＡｓ電流拡散層６６とが順次積層された構
造を有している。発光層６９は、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰク
ラッド層６３と、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層６５
と、これらクラッド層６３、６５の間に配設されたＡｌ
ＧａＩｎＰ活性層６４とを備える。さらに、ｐ型Ａｌx
Ｇａ1-xＡｓ電流拡散層６６の上面にはｐ型電極６８が
配設され、ｎ型ＧａＡｓ基板６１の下面にはｎ型電極６
７が配設されている。
【０００６】ｐ型ＡｌxＧａ1-xＡｓ層は、上記のような
発光ダイオードにおいて電流拡散層６６として頻繁に用
いられてる。なぜなら、ｐ型ＡｌxＧａ1-xＡｓ層は、上
記の(ＡｌxＧａ1-x)yＩｎ1-yＰ系半導体からなる発光層
６９が発光可能な波長帯５５０ｎｍ〜６５０ｎｍに対し
て透明であり、よって高い発光効率を得るのに都合が良
く、さらに、ｐ型ＡｌxＧａ1-xＡｓ層は抵抗率が低く、
よってｐ側電極とのオーミック接触がとりやすいという
利点があるからである。さらにまた、ｐ型Ａｌ xＧａ1-x
Ａｓ層は、(ＡｌxＧａ1-x)yＩｎ1-yＰ系半導体材料に比
べて高品質な結晶が成長しやすく、かつ(ＡｌxＧａ1-x)
yＩｎ1-yＰ系のダブルヘテロ層(以下、ＤＨ層とする)す
なわち発光層を成長した後に、次いでこのｐ型ＡｌxＧ
ａ1-xＡｓ層を比較的容易に成長させ得るという利点が
ある。
発光ダイオードにおいて電流拡散層６６として頻繁に用
いられてる。なぜなら、ｐ型ＡｌxＧａ1-xＡｓ層は、上
記の(ＡｌxＧａ1-x)yＩｎ1-yＰ系半導体からなる発光層
６９が発光可能な波長帯５５０ｎｍ〜６５０ｎｍに対し
て透明であり、よって高い発光効率を得るのに都合が良
く、さらに、ｐ型ＡｌxＧａ1-xＡｓ層は抵抗率が低く、
よってｐ側電極とのオーミック接触がとりやすいという
利点があるからである。さらにまた、ｐ型Ａｌ xＧａ1-x
Ａｓ層は、(ＡｌxＧａ1-x)yＩｎ1-yＰ系半導体材料に比
べて高品質な結晶が成長しやすく、かつ(ＡｌxＧａ1-x)
yＩｎ1-yＰ系のダブルヘテロ層(以下、ＤＨ層とする)す
なわち発光層を成長した後に、次いでこのｐ型ＡｌxＧ
ａ1-xＡｓ層を比較的容易に成長させ得るという利点が
ある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記の電流拡散層材料
について、従来のＡｌxＧａ1-xＡｓ系材料と(ＡｌxＧａ
1-x)yＩｎ1-yＰ系材料を比較する。なお、本明細書を通
じて、用語「Ａｌの組成比」はＧａに対するＡｌの組成比
ｘ(＝(Ａｌ)／(Ａｌ＋Ｇａ))を示し、用語「Ｉｎの組成
比」はＡｌおよびＧａに対するＩｎの組成比１−ｙ(＝
(Ｉｎ)／(Ａｌ＋Ｇａ＋Ｉｎ))を示す。
について、従来のＡｌxＧａ1-xＡｓ系材料と(ＡｌxＧａ
1-x)yＩｎ1-yＰ系材料を比較する。なお、本明細書を通
じて、用語「Ａｌの組成比」はＧａに対するＡｌの組成比
ｘ(＝(Ａｌ)／(Ａｌ＋Ｇａ))を示し、用語「Ｉｎの組成
比」はＡｌおよびＧａに対するＩｎの組成比１−ｙ(＝
(Ｉｎ)／(Ａｌ＋Ｇａ＋Ｉｎ))を示す。
【０００８】図９は、それぞれＧａＡｓ基板と格子整合
した、ＡｌxＧａ1-xＡｓ電流拡散層および(ＡｌxＧａ
1-x)yＩｎ1-yＰ電流拡散層(１−ｙ＝０．４９)の抵抗率
をＡｌ組成比依存性について比較したものである。図９
より、ＡｌxＧａ1-xＡｓ電流拡散層では、例えば、Ａｌ
組成比ｘ＝０．８で、抵抗率０．０６Ωｃｍを示し、Ａ
ｌ組成比ｘが高くても低い抵抗率を得ることができる。
した、ＡｌxＧａ1-xＡｓ電流拡散層および(ＡｌxＧａ
1-x)yＩｎ1-yＰ電流拡散層(１−ｙ＝０．４９)の抵抗率
をＡｌ組成比依存性について比較したものである。図９
より、ＡｌxＧａ1-xＡｓ電流拡散層では、例えば、Ａｌ
組成比ｘ＝０．８で、抵抗率０．０６Ωｃｍを示し、Ａ
ｌ組成比ｘが高くても低い抵抗率を得ることができる。
【０００９】これに対して、(ＡｌxＧａ1-x)yＩｎ1-yＰ
電流拡散層(１−ｙ＝０．４９)では、Ａｌ組成比ｘ＝０
〜０．８の領域において抵抗率０．１５〜３Ωｃｍを示
す。この抵抗率値はＡｌxＧａ1-xＡｓ層に比べて１桁以
上大きく、Ａｌ組成比の組成を小さくしてもＡｌxＧａ
1-xＡｓ層より５０倍以上高い。よって、ＡｌxＧａ1-x
Ａｓ層に比べて(ＡｌxＧａ1-x)yＩｎ1-yＰ電流拡散層
(１−ｙ＝０．４９)は、低い抵抗値を得ることができな
いという点で劣る。
電流拡散層(１−ｙ＝０．４９)では、Ａｌ組成比ｘ＝０
〜０．８の領域において抵抗率０．１５〜３Ωｃｍを示
す。この抵抗率値はＡｌxＧａ1-xＡｓ層に比べて１桁以
上大きく、Ａｌ組成比の組成を小さくしてもＡｌxＧａ
1-xＡｓ層より５０倍以上高い。よって、ＡｌxＧａ1-x
Ａｓ層に比べて(ＡｌxＧａ1-x)yＩｎ1-yＰ電流拡散層
(１−ｙ＝０．４９)は、低い抵抗値を得ることができな
いという点で劣る。
【００１０】さらに、(ＡｌxＧａ1-x)yＩｎ1-yＰ系発光
層の発光波長である５５０ｎｍ〜６５０ｎｍ帯に対し
て、(ＡｌxＧａ1-x)yＩｎ1-yＰ電流拡散層(１−ｙ＝
０．４９)がこの発光層からの光を透過させるためには
Ａｌ組成比を０．５０以上にする必要がある。この場合
には、(ＡｌxＧａ1-x)yＩｎ1-yＰ電流拡散層(１−ｙ＝
０．４９)の抵抗率はＡｌxＧａ1-xＡｓ層に比べて２桁
以上高くなる。
層の発光波長である５５０ｎｍ〜６５０ｎｍ帯に対し
て、(ＡｌxＧａ1-x)yＩｎ1-yＰ電流拡散層(１−ｙ＝
０．４９)がこの発光層からの光を透過させるためには
Ａｌ組成比を０．５０以上にする必要がある。この場合
には、(ＡｌxＧａ1-x)yＩｎ1-yＰ電流拡散層(１−ｙ＝
０．４９)の抵抗率はＡｌxＧａ1-xＡｓ層に比べて２桁
以上高くなる。
【００１１】抵抗率が高いと、電流拡散層の拡散能力が
低下してチップ全体に電流が拡がらない。その結果、電
極の直下部分の発光が支配的になり、発光した光が電極
に遮られて、発光した光を外部に取り出しにくくなる。
すなわち、電流拡散層の抵抗率の増加によって発光効率
が低下する。またさらに、電流拡散層の抵抗率の増加に
よって動作電圧の増加を招く。
低下してチップ全体に電流が拡がらない。その結果、電
極の直下部分の発光が支配的になり、発光した光が電極
に遮られて、発光した光を外部に取り出しにくくなる。
すなわち、電流拡散層の抵抗率の増加によって発光効率
が低下する。またさらに、電流拡散層の抵抗率の増加に
よって動作電圧の増加を招く。
【００１２】以上のように、ＧａＡｓと格子整合する
(ＡｌxＧａ1-x)yＩｎ1-yＰ層(１−ｙ＝０．４９)は、Ａ
ｌxＧａ1-xＡｓ層に比べて抵抗率が高く、発光ダイオー
ドの特性に悪影響を及ぼす。よって、ＡｌＧａＩｎＰ材
料系の層は電流拡散層に採用されず、ＡｌxＧａ1-xＡｓ
層が電流拡散層として用いられている。
(ＡｌxＧａ1-x)yＩｎ1-yＰ層(１−ｙ＝０．４９)は、Ａ
ｌxＧａ1-xＡｓ層に比べて抵抗率が高く、発光ダイオー
ドの特性に悪影響を及ぼす。よって、ＡｌＧａＩｎＰ材
料系の層は電流拡散層に採用されず、ＡｌxＧａ1-xＡｓ
層が電流拡散層として用いられている。
【００１３】ＡｌxＧａ1-xＡｓ層は、上述のように抵抗
率については発光ダイオードの電流拡散層として十分満
足できる。ＡｌxＧａ1-xＡｓ電流拡散層が、発光波長５
５０ｎｍ〜６５０ｎｍに対して透明となるためにはＡｌ
組成比を０．６５以上にする必要がある。このようにＡ
ｌ組成比が高くなると、ＡｌxＧａ1-xＡｓ層は潮解性を
示す。高いＡｌ組成を有するＡｌxＧａ1-xＡｓ電流拡散
層を備えた発光ダイオードチップを高温高湿下で動作さ
せた場合、光度が著しく低下するという欠点がある。
率については発光ダイオードの電流拡散層として十分満
足できる。ＡｌxＧａ1-xＡｓ電流拡散層が、発光波長５
５０ｎｍ〜６５０ｎｍに対して透明となるためにはＡｌ
組成比を０．６５以上にする必要がある。このようにＡ
ｌ組成比が高くなると、ＡｌxＧａ1-xＡｓ層は潮解性を
示す。高いＡｌ組成を有するＡｌxＧａ1-xＡｓ電流拡散
層を備えた発光ダイオードチップを高温高湿下で動作さ
せた場合、光度が著しく低下するという欠点がある。
【００１４】図１０は、ＡｌxＧａ1-xＡｓ電流拡散層を
備えた発光ダイオードを温度６０℃湿度９５％の高温高
湿雰囲気で動作させた場合のチップ光度の経時変化を示
す図である。図１０を見ると、動作時間が長くなるにつ
れてチップ光度が低下し、Ａｌ組成比が大きい程チップ
光度の低下が著しいことがわかる。このような発光ダイ
オードの劣化について図１１を参照して説明する。図１
１の発光ダイオードは、図８の発光ダイオードと同じ構
造を有し、これが劣化した状態を示している。図１１に
示すように、発光ダイオードを高温高湿下で動作するこ
とによって、Ａｌ組成比の高いＡｌＧａＡｓ電流拡散層
５６の表面が吸湿潮解して黒化し、その結果チップ内部
から発光する光(図１１中矢印で示す)を吸収する。従っ
て、Ａｌ組成比の高いＡｌＧａＡｓ層を電流拡散層とし
て採用する場合、長時間に亘って安定な輝度を示す発光
ダイオードを提供することは困難である。
備えた発光ダイオードを温度６０℃湿度９５％の高温高
湿雰囲気で動作させた場合のチップ光度の経時変化を示
す図である。図１０を見ると、動作時間が長くなるにつ
れてチップ光度が低下し、Ａｌ組成比が大きい程チップ
光度の低下が著しいことがわかる。このような発光ダイ
オードの劣化について図１１を参照して説明する。図１
１の発光ダイオードは、図８の発光ダイオードと同じ構
造を有し、これが劣化した状態を示している。図１１に
示すように、発光ダイオードを高温高湿下で動作するこ
とによって、Ａｌ組成比の高いＡｌＧａＡｓ電流拡散層
５６の表面が吸湿潮解して黒化し、その結果チップ内部
から発光する光(図１１中矢印で示す)を吸収する。従っ
て、Ａｌ組成比の高いＡｌＧａＡｓ層を電流拡散層とし
て採用する場合、長時間に亘って安定な輝度を示す発光
ダイオードを提供することは困難である。
【００１５】上述のように、低い抵抗率を得ることが出
来るという利点等の理由から、電流拡散層としてＡｌＧ
ａＡｓ層が用いられてきたが、ＡｌＧａＡｓ層には高温
高湿動作条件下での信頼性に欠けるという問題がある。
これにかえて、電流拡散層に(ＡｌxＧａ1-x)yＩｎ1-yＰ
層(１−ｙ＝０．４９)を用いると電流拡散層の抵抗率が
高くなるので、十分な輝度を得ることができない。
来るという利点等の理由から、電流拡散層としてＡｌＧ
ａＡｓ層が用いられてきたが、ＡｌＧａＡｓ層には高温
高湿動作条件下での信頼性に欠けるという問題がある。
これにかえて、電流拡散層に(ＡｌxＧａ1-x)yＩｎ1-yＰ
層(１−ｙ＝０．４９)を用いると電流拡散層の抵抗率が
高くなるので、十分な輝度を得ることができない。
【００１６】本発明は上記課題を解決すべくなされたも
のであり、その目的は、抵抗率が低く、発光層の発光波
長５５０ｎｍ〜６５０ｎｍに対して透明であり、さらに
高温高湿条件下でも発光特性の劣化を生じない、高輝度
な発光ダイオードを提供することにある。
のであり、その目的は、抵抗率が低く、発光層の発光波
長５５０ｎｍ〜６５０ｎｍに対して透明であり、さらに
高温高湿条件下でも発光特性の劣化を生じない、高輝度
な発光ダイオードを提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】本発明の発光ダイオード
は、半導体基板と、該基板上に配設されたＡｌＧａＩｎ
Ｐ系化合物半導体からなる積層構造体とを備え、該積層
構造体が一対のクラッド層と該一対のクラッド層の間に
配設された発光のための活性層とからなる発光層を少な
くとも含む発光ダイオードであって、該積層構造体が該
発光層に対して格子不整合な電流拡散層をさらに含み、
以下の式： Δａ／ａ＝(ａ(電流拡散層)−ａ(発光層))／ａ(発光層) ここで、ａ(電流拡散層)：該電流拡散層の格子定数 ａ(発光層)：該発光層の格子定数 で定義される該電流拡散層の格子整合率が−１％以下で
ある。
は、半導体基板と、該基板上に配設されたＡｌＧａＩｎ
Ｐ系化合物半導体からなる積層構造体とを備え、該積層
構造体が一対のクラッド層と該一対のクラッド層の間に
配設された発光のための活性層とからなる発光層を少な
くとも含む発光ダイオードであって、該積層構造体が該
発光層に対して格子不整合な電流拡散層をさらに含み、
以下の式： Δａ／ａ＝(ａ(電流拡散層)−ａ(発光層))／ａ(発光層) ここで、ａ(電流拡散層)：該電流拡散層の格子定数 ａ(発光層)：該発光層の格子定数 で定義される該電流拡散層の格子整合率が−１％以下で
ある。
【００１８】本発明の好適な実施態様においては、上記
基板の結晶は、(１００)面に対して［０１１］方向に８
°〜２０°傾斜している。
基板の結晶は、(１００)面に対して［０１１］方向に８
°〜２０°傾斜している。
【００１９】本発明の好適な実施態様においては、上記
電流拡散層が上記発光層の発光波長に対して透明である
ように、該電流拡散層の組成は選択される。
電流拡散層が上記発光層の発光波長に対して透明である
ように、該電流拡散層の組成は選択される。
【００２０】本発明の好適な実施態様においては、上記
電流拡散層の(ＡｌxＧａ1-x)yＩｎ1 -yＰ組成において、
ｘは０．０１以上０．０５以下であり、１−ｙは０．０
１以上０．３０以下である。
電流拡散層の(ＡｌxＧａ1-x)yＩｎ1 -yＰ組成において、
ｘは０．０１以上０．０５以下であり、１−ｙは０．０
１以上０．３０以下である。
【００２１】本発明の好適な実施態様においては、上記
電流拡散層の(ＡｌxＧａ1-x)yＩｎ1 -yＰ組成において、
ｘおよび／または１−ｙは該積層構造体の積層方向に変
化する。
電流拡散層の(ＡｌxＧａ1-x)yＩｎ1 -yＰ組成において、
ｘおよび／または１−ｙは該積層構造体の積層方向に変
化する。
【００２２】本発明の好適な実施態様においては、上記
電流拡散層の(ＡｌxＧａ1-x)yＩｎ1 -yＰ組成において、
ｘおよび／または１−ｙは独立して、該積層構造体の積
層方向に段階的に減少する。
電流拡散層の(ＡｌxＧａ1-x)yＩｎ1 -yＰ組成において、
ｘおよび／または１−ｙは独立して、該積層構造体の積
層方向に段階的に減少する。
【００２３】本発明の好適な実施態様においては、上記
電流拡散層の(ＡｌxＧａ1-x)yＩｎ1 -yＰ組成において、
ｘおよび／または１−ｙは独立して、該積層構造体の積
層方向に段階的に変化し、これにより層厚方向の抵抗率
が段階的に変化して制御される。
電流拡散層の(ＡｌxＧａ1-x)yＩｎ1 -yＰ組成において、
ｘおよび／または１−ｙは独立して、該積層構造体の積
層方向に段階的に変化し、これにより層厚方向の抵抗率
が段階的に変化して制御される。
【００２４】以下、本発明の作用について説明する。
【００２５】既に述べたように、基板と格子整合し、発
光波長に対して透明である(ＡｌxＧａ1-x)yＩｎ1-yＰ層
(ｘ＝０．５０，１−ｙ＝０．４９)はＡｌxＧａ1-xＡｓ
層に比べて抵抗率が高い。この理由としては、ＡｌＧａ
ＩｎＰ層に含まれるＰ系の材料が、ＡｌＧａＡｓ層に含
まれるＡｓ系の材料に比べて移動度が低く、有効質量が
大きいことが挙げられるが、これは大きく影響しない。
主な原因は、基板と格子整合するこのＡｌＧａＩｎＰ層
中のＡｌおよびＩｎの組成比が、それぞれｘ＝０．５
０，１−ｙ＝０．４９とかなり高いことにある。Ａｌお
よびＩｎがＧａに比べて酸化しやすいので、これらの組
成比が高くなると酸素を取り込みやすくなる。さらに、
ＡｌおよびＩｎはＧａに比べて材料の純度を高くするの
が困難であるので、これらの組成比が高くなると酸素お
よびシリコンなどの不純物を多く含むことになる。これ
らの理由により、結晶中に酸素およびシリコンなどの不
純物が多く含まれる。その結果、ＡｌＧａＩｎＰ層の抵
抗率は大きくなりやすい。従って、ＡｌＧａＩｎＰ層の
抵抗率を小さくするためにはＡｌとＩｎの組成比を低下
させれば良い。
光波長に対して透明である(ＡｌxＧａ1-x)yＩｎ1-yＰ層
(ｘ＝０．５０，１−ｙ＝０．４９)はＡｌxＧａ1-xＡｓ
層に比べて抵抗率が高い。この理由としては、ＡｌＧａ
ＩｎＰ層に含まれるＰ系の材料が、ＡｌＧａＡｓ層に含
まれるＡｓ系の材料に比べて移動度が低く、有効質量が
大きいことが挙げられるが、これは大きく影響しない。
主な原因は、基板と格子整合するこのＡｌＧａＩｎＰ層
中のＡｌおよびＩｎの組成比が、それぞれｘ＝０．５
０，１−ｙ＝０．４９とかなり高いことにある。Ａｌお
よびＩｎがＧａに比べて酸化しやすいので、これらの組
成比が高くなると酸素を取り込みやすくなる。さらに、
ＡｌおよびＩｎはＧａに比べて材料の純度を高くするの
が困難であるので、これらの組成比が高くなると酸素お
よびシリコンなどの不純物を多く含むことになる。これ
らの理由により、結晶中に酸素およびシリコンなどの不
純物が多く含まれる。その結果、ＡｌＧａＩｎＰ層の抵
抗率は大きくなりやすい。従って、ＡｌＧａＩｎＰ層の
抵抗率を小さくするためにはＡｌとＩｎの組成比を低下
させれば良い。
【００２６】しかしながら、Ｉｎの組成比を低下させる
と電流拡散層の格子定数が変化して、電流拡散層が発光
層と格子不整合になるという問題が生じる。以下、Ｉｎ
の組成比と格子整合率について説明する。
と電流拡散層の格子定数が変化して、電流拡散層が発光
層と格子不整合になるという問題が生じる。以下、Ｉｎ
の組成比と格子整合率について説明する。
【００２７】ここで、電流拡散層の発光層に対する格子
整合率Δａ／ａは次式によって定義される： Δａ／ａ＝(ａ(電流拡散層)−ａ(発光層))／ａ(発光層) ここで、ａ(電流拡散層)：電流拡散層の格子定数 ａ(発光層)：発光層および基板の格子定数。 例えばＧａＡｓ基板の場合、ＧａＡｓの格子定数は、約
５．６５Åである。発光層を構成する一対のクラッド層
とこれらの間に配設された活性層とは、基板上に順次積
層されて形成されるので、これらの層は基板に格子整合
し、かつ互いに格子整合する。従って、発光層と基板と
の格子定数は等しい。
整合率Δａ／ａは次式によって定義される： Δａ／ａ＝(ａ(電流拡散層)−ａ(発光層))／ａ(発光層) ここで、ａ(電流拡散層)：電流拡散層の格子定数 ａ(発光層)：発光層および基板の格子定数。 例えばＧａＡｓ基板の場合、ＧａＡｓの格子定数は、約
５．６５Åである。発光層を構成する一対のクラッド層
とこれらの間に配設された活性層とは、基板上に順次積
層されて形成されるので、これらの層は基板に格子整合
し、かつ互いに格子整合する。従って、発光層と基板と
の格子定数は等しい。
【００２８】図１に格子定数に対するＡｌＧａＩｎＰ系
のバンドギャップ図を示す。図１に示すように、ＡｌＧ
ａＩｎＰ系ではＩｎの組成比を低下させていくと(図１
中では、ＡｌＰとＧａＰとを結ぶ直線上に近づける)、
ＡｌＧａＩｎＰ系の格子定数は基板であるＧａＡｓ系の
格子定数値(すなわち発光層の格子定数値)よりも次第に
小さくなっていく。電流拡散層の格子定数は、Ｉｎの組
成比１−ｙによって決まる。ＡｌＧａＩｎＰ電流拡散層
と基板との格子整合率は、電流拡散層がＩｎをほとんど
含まない場合に最大となり、このときの格子整合率は約
−４％である。この程度の格子不整合ではバルクの抵抗
率には影響しないことがわかった。以上は、基板がＧａ
Ａｓ基板である場合について述べたが、他の任意の適切
な基板を使用しても良く、基板材料としては、例えば、
ＧａＡｓ、ＧａＰ、およびＩｎＰなどが挙げられる。基
板材料を限定しない場合、Ｉｎの組成を変化させること
によって、発光層との格子整合率は最大約８％となる可
能性があるが、この場合にもバルクの抵抗率には影響し
ない。
のバンドギャップ図を示す。図１に示すように、ＡｌＧ
ａＩｎＰ系ではＩｎの組成比を低下させていくと(図１
中では、ＡｌＰとＧａＰとを結ぶ直線上に近づける)、
ＡｌＧａＩｎＰ系の格子定数は基板であるＧａＡｓ系の
格子定数値(すなわち発光層の格子定数値)よりも次第に
小さくなっていく。電流拡散層の格子定数は、Ｉｎの組
成比１−ｙによって決まる。ＡｌＧａＩｎＰ電流拡散層
と基板との格子整合率は、電流拡散層がＩｎをほとんど
含まない場合に最大となり、このときの格子整合率は約
−４％である。この程度の格子不整合ではバルクの抵抗
率には影響しないことがわかった。以上は、基板がＧａ
Ａｓ基板である場合について述べたが、他の任意の適切
な基板を使用しても良く、基板材料としては、例えば、
ＧａＡｓ、ＧａＰ、およびＩｎＰなどが挙げられる。基
板材料を限定しない場合、Ｉｎの組成を変化させること
によって、発光層との格子整合率は最大約８％となる可
能性があるが、この場合にもバルクの抵抗率には影響し
ない。
【００２９】上述のように、Ｉｎ組成比を減少させるこ
とに起因して電流拡散層と発光層との格子不整合が生じ
ることは、発光ダイオードの特性に大きく影響しない。
よって、電流拡散層中のＩｎ組成比を減らして、格子整
合率をマイナス側に下げることによって電流拡散層の抵
抗率を低減することができる。従って、電流拡散層の
(ＡｌxＧａ1-x)yＩｎ1-yＰ層のＡｌ組成比を減少させる
だけでなく、Ｉｎ組成比をも減少させて電流拡散層を発
光層に対して格子不整合させることによって、抵抗率を
ＡｌＧａＡｓ層並みにすることができ、(ＡｌxＧａ1-x)
yＩｎ1-yＰ層でも電流拡散層を形成することが可能にな
る。
とに起因して電流拡散層と発光層との格子不整合が生じ
ることは、発光ダイオードの特性に大きく影響しない。
よって、電流拡散層中のＩｎ組成比を減らして、格子整
合率をマイナス側に下げることによって電流拡散層の抵
抗率を低減することができる。従って、電流拡散層の
(ＡｌxＧａ1-x)yＩｎ1-yＰ層のＡｌ組成比を減少させる
だけでなく、Ｉｎ組成比をも減少させて電流拡散層を発
光層に対して格子不整合させることによって、抵抗率を
ＡｌＧａＡｓ層並みにすることができ、(ＡｌxＧａ1-x)
yＩｎ1-yＰ層でも電流拡散層を形成することが可能にな
る。
【００３０】図２にＡｌＧａＩｎＰ系においてＡｌとＩ
ｎの組成比を減らした場合の抵抗率のデータを示す。こ
のようにＡｌとＩｎの組成を減らすことによって抵抗率
を著しく低減することができ、特にＡｌ組成比ｘ＝０．
０５、Ｉｎ組成比１−ｙ＝０．０５の場合ではＡｌＧａ
Ａｓ拡散層とほぼ同一の抵抗率が得られた。
ｎの組成比を減らした場合の抵抗率のデータを示す。こ
のようにＡｌとＩｎの組成を減らすことによって抵抗率
を著しく低減することができ、特にＡｌ組成比ｘ＝０．
０５、Ｉｎ組成比１−ｙ＝０．０５の場合ではＡｌＧａ
Ａｓ拡散層とほぼ同一の抵抗率が得られた。
【００３１】図２をさらに電流拡散層の格子整合率依存
性によって説明する。図３は、基板および発光層と電流
拡散層との格子整合率Δａ／ａを横軸に、抵抗率を縦軸
にプロットしたものである。図３より、Ｉｎの組成を低
下させて格子整合率がマイナス側に減少するにつれて電
流拡散層の抵抗率も低下していくことがわかる。発光ダ
イオードの電流拡散層として実用的な抵抗率は０．１Ω
cm以下であることが望ましいので、図３より、発光層と
の格子整合率は−１％以下であれば良いことがわかる。
これはＩｎ組成比で約０．３５以下に相当する。またＡ
ｌの組成比は低いほど望ましいが、同様に図３を参照し
て、Ａｌ組成比ｘを０．０５以下にすればより効果が顕
著である。
性によって説明する。図３は、基板および発光層と電流
拡散層との格子整合率Δａ／ａを横軸に、抵抗率を縦軸
にプロットしたものである。図３より、Ｉｎの組成を低
下させて格子整合率がマイナス側に減少するにつれて電
流拡散層の抵抗率も低下していくことがわかる。発光ダ
イオードの電流拡散層として実用的な抵抗率は０．１Ω
cm以下であることが望ましいので、図３より、発光層と
の格子整合率は−１％以下であれば良いことがわかる。
これはＩｎ組成比で約０．３５以下に相当する。またＡ
ｌの組成比は低いほど望ましいが、同様に図３を参照し
て、Ａｌ組成比ｘを０．０５以下にすればより効果が顕
著である。
【００３２】本発明の発光ダイオードは、ＡｌＧａＩｎ
Ｐ系電流拡散層の格子整合率が−１％以下であるので、
ＡｌＧａＡｓ系電流拡散層と同程度の電流拡散層の抵抗
率を有することができ、動作電圧の上昇および消費電力
の増大を生じずに、発光層からの光の取り出し効率が高
く、高輝度で信頼性が高い。
Ｐ系電流拡散層の格子整合率が−１％以下であるので、
ＡｌＧａＡｓ系電流拡散層と同程度の電流拡散層の抵抗
率を有することができ、動作電圧の上昇および消費電力
の増大を生じずに、発光層からの光の取り出し効率が高
く、高輝度で信頼性が高い。
【００３３】本発明の好適な実施態様においては、基板
の結晶が、(１００)面に対して［０１１］方向に８°〜
２０°傾斜している。これによって、発光ダイオードの
発光層上にこれに対して格子不整合な電流拡散層を成長
する際に、電流拡散層が５〜１０μｍの厚膜である場合
に格子不整合による大きなヒロックが出現してプレーナ
膜にならなくなることを回避して、平坦なプレーナ膜を
形成することができる。
の結晶が、(１００)面に対して［０１１］方向に８°〜
２０°傾斜している。これによって、発光ダイオードの
発光層上にこれに対して格子不整合な電流拡散層を成長
する際に、電流拡散層が５〜１０μｍの厚膜である場合
に格子不整合による大きなヒロックが出現してプレーナ
膜にならなくなることを回避して、平坦なプレーナ膜を
形成することができる。
【００３４】本発明の好適な実施態様においては、電流
拡散層が発光層の発光波長に対して透明であるように電
流拡散層の組成が選択される。電流拡散層は、発光層に
対して透明であり、かつ抵抗率が十分低いことが重要で
あり、格子不整合であったとしても上記２点の特性が十
分であれば不都合は生じない。再び図１を参照して、Ｉ
ｎ組成比を減らすことによってＡｌＧａＩｎＰ系のバン
ドギャップが上がるため、Ａｌの組成比を増やさなくて
も発光波長５５０〜６５０ｎｍに対して光の吸収が起こ
らない、透明な電流拡散層を形成することが可能であ
る。
拡散層が発光層の発光波長に対して透明であるように電
流拡散層の組成が選択される。電流拡散層は、発光層に
対して透明であり、かつ抵抗率が十分低いことが重要で
あり、格子不整合であったとしても上記２点の特性が十
分であれば不都合は生じない。再び図１を参照して、Ｉ
ｎ組成比を減らすことによってＡｌＧａＩｎＰ系のバン
ドギャップが上がるため、Ａｌの組成比を増やさなくて
も発光波長５５０〜６５０ｎｍに対して光の吸収が起こ
らない、透明な電流拡散層を形成することが可能であ
る。
【００３５】本発明の好適な実施態様においては、Ａｌ
組成比ｘ＝０．０１〜０．０５，Ｉｎ組成比１−ｙ＝
０．０１〜０．３０である。このようにＡｌの組成の十
分小さい電流拡散層は、潮解性が小さく、高温高湿下の
動作においてもＡｌxＧａ1-xＡｓ(ｘ＝０．６５)電流拡
散層のように発光特性の劣化も生じない。したがって実
用的な電流拡散層の作成が可能になる。
組成比ｘ＝０．０１〜０．０５，Ｉｎ組成比１−ｙ＝
０．０１〜０．３０である。このようにＡｌの組成の十
分小さい電流拡散層は、潮解性が小さく、高温高湿下の
動作においてもＡｌxＧａ1-xＡｓ(ｘ＝０．６５)電流拡
散層のように発光特性の劣化も生じない。したがって実
用的な電流拡散層の作成が可能になる。
【００３６】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を以下に説明
するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００３７】(第１の実施形態)本発明の第１の実施形態
における発光ダイオードとして、半導体発光ダイオード
を図４を参照して説明する。図４は発光ダイオードの構
成を示す断面図である。
における発光ダイオードとして、半導体発光ダイオード
を図４を参照して説明する。図４は発光ダイオードの構
成を示す断面図である。
【００３８】図４に示す様に、発光ダイオード１００
は、ｎ型ＧａＡｓ基板１と、この基板１上に配設された
積層構造体１２と、これらの基板１および積層構造体を
間に配設するｎ型電極７およびｐ型電極８とを備えてい
る。積層構造体１２は、ｎ型ＧａＡｓバッファ層２と、
(ＡｌxＧａ1-x)0.51Ｉｎ0.49Ｐの発光層１１と、ｐ型
(ＡｌxＧａ1-x)yＩｎ1-yＰ電流拡散層１０とを含む。
(ＡｌxＧａ1-x)0.51Ｉｎ0.4 9Ｐの発光層１１は、ｎ型
(ＡｌxＧａ1-x)0.51Ｉｎ0.49Ｐ下部クラッド層３と、
(ＡｌxＧａ1-x)0.51Ｉｎ0.49Ｐ活性層４と、ｐ型(Ａｌx
Ｇａ1-x)0.51Ｉｎ0.49Ｐ上部クラッド層５とからなる。
は、ｎ型ＧａＡｓ基板１と、この基板１上に配設された
積層構造体１２と、これらの基板１および積層構造体を
間に配設するｎ型電極７およびｐ型電極８とを備えてい
る。積層構造体１２は、ｎ型ＧａＡｓバッファ層２と、
(ＡｌxＧａ1-x)0.51Ｉｎ0.49Ｐの発光層１１と、ｐ型
(ＡｌxＧａ1-x)yＩｎ1-yＰ電流拡散層１０とを含む。
(ＡｌxＧａ1-x)0.51Ｉｎ0.4 9Ｐの発光層１１は、ｎ型
(ＡｌxＧａ1-x)0.51Ｉｎ0.49Ｐ下部クラッド層３と、
(ＡｌxＧａ1-x)0.51Ｉｎ0.49Ｐ活性層４と、ｐ型(Ａｌx
Ｇａ1-x)0.51Ｉｎ0.49Ｐ上部クラッド層５とからなる。
【００３９】(ＡｌxＧａ1-x)0.51Ｉｎ0.49Ｐの発光層１
１において、下部クラッド層３、活性層４、および上部
クラッド層５の組成ｘは、それぞれ、約１．０、約０．
３、約１．０であるが、これらの値に限定されず、互い
に独立して０≦ｘ≦１の任意の値を取り得る。
１において、下部クラッド層３、活性層４、および上部
クラッド層５の組成ｘは、それぞれ、約１．０、約０．
３、約１．０であるが、これらの値に限定されず、互い
に独立して０≦ｘ≦１の任意の値を取り得る。
【００４０】ここで、ｐ型(ＡｌxＧａ1-x)yＩｎ1-yＰ電
流拡散層１０において、Ａｌ組成比ｘ＝約０．０５、Ｉ
ｎ組成比１−ｙ＝約０．０５である。
流拡散層１０において、Ａｌ組成比ｘ＝約０．０５、Ｉ
ｎ組成比１−ｙ＝約０．０５である。
【００４１】本実施形態の発光ダイオード１００の製造
方法について以下に説明する。ここで、各層の組成は上
記の通りである。基板１の上にバッファ層２、下部クラ
ッド層３(厚さ約１．０μｍ)、活性層４(厚さ約０．５
μｍ)、上部クラッド層５(厚さ約１．０μｍ)を順次積
層し、さらに上部クラッド層５の上に、厚さ約７．０μ
ｍの電流拡散層１０を形成する。次に、ｐ型電流拡散層
の上に、例えばＡｕ−Ｂｅ膜を蒸着して、これを例えば
円形にパターニングしてｐ型電極８を形成する。一方、
ＧａＡｓ基板１１の下面に、例えばＡｕ−Ｚｎ膜からな
るｎ型電極７を蒸着により形成する。このようにして発
光ダイオード１００が作製されるが、各層の積層方法、
ならびに電極のパターニング形状および形成方法は他の
任意の適切な方法をしても良い。
方法について以下に説明する。ここで、各層の組成は上
記の通りである。基板１の上にバッファ層２、下部クラ
ッド層３(厚さ約１．０μｍ)、活性層４(厚さ約０．５
μｍ)、上部クラッド層５(厚さ約１．０μｍ)を順次積
層し、さらに上部クラッド層５の上に、厚さ約７．０μ
ｍの電流拡散層１０を形成する。次に、ｐ型電流拡散層
の上に、例えばＡｕ−Ｂｅ膜を蒸着して、これを例えば
円形にパターニングしてｐ型電極８を形成する。一方、
ＧａＡｓ基板１１の下面に、例えばＡｕ−Ｚｎ膜からな
るｎ型電極７を蒸着により形成する。このようにして発
光ダイオード１００が作製されるが、各層の積層方法、
ならびに電極のパターニング形状および形成方法は他の
任意の適切な方法をしても良い。
【００４２】以上のようにして作製される本発明の実施
形態の発光ダイオード１００において、基板１と、バッ
ファ層２と、発光層を構成する下部クラッド層３、活性
層４、および上部クラッド層５とは格子整合し、これら
に対して電流拡散層１０は格子不整合している。これ
は、電流拡散層１０のＡｌおよびＩｎ含有率が上記のよ
うに小さいためである。電流拡散層１０のこれらの他の
層に対する格子整合率は約−４％であった。本発明にお
ける電流拡散層は、発光層の格子定数に対して−１％以
下、より好ましくは約−４％〜−３％の格子不整層であ
る。
形態の発光ダイオード１００において、基板１と、バッ
ファ層２と、発光層を構成する下部クラッド層３、活性
層４、および上部クラッド層５とは格子整合し、これら
に対して電流拡散層１０は格子不整合している。これ
は、電流拡散層１０のＡｌおよびＩｎ含有率が上記のよ
うに小さいためである。電流拡散層１０のこれらの他の
層に対する格子整合率は約−４％であった。本発明にお
ける電流拡散層は、発光層の格子定数に対して−１％以
下、より好ましくは約−４％〜−３％の格子不整層であ
る。
【００４３】さらに、発光ダイオード１００の電流拡散
層１０の抵抗率は約０．１Ωcmであり、電流拡散層にＡ
ｌＧａＡｓを用いた場合と同程度の低い抵抗率を有す
る。
層１０の抵抗率は約０．１Ωcmであり、電流拡散層にＡ
ｌＧａＡｓを用いた場合と同程度の低い抵抗率を有す
る。
【００４４】上に図８を参照して説明した従来の発光ダ
イオード２００と本実施形態の発光ダイオード１００と
は、電流拡散層に用いた材料が大きく異なる。従来の発
光ダイオード２００においては、ＡｌＧａＡｓ材料を電
流拡散層に使用しているため、高温高湿下で動作する場
合に、電流拡散層の表面が潮解して黒化し、その結果チ
ップ光度が劣化して信頼性が低下する傾向がある。
イオード２００と本実施形態の発光ダイオード１００と
は、電流拡散層に用いた材料が大きく異なる。従来の発
光ダイオード２００においては、ＡｌＧａＡｓ材料を電
流拡散層に使用しているため、高温高湿下で動作する場
合に、電流拡散層の表面が潮解して黒化し、その結果チ
ップ光度が劣化して信頼性が低下する傾向がある。
【００４５】これに対して、本実施形態の発光ダイオー
ド１００においては、ｐ型(ＡｌxＧａ1-x)yＩｎ1-yＰ
(ｘ＝０．０５，１−ｙ＝０．０５)材料を電流拡散層１
０に使用しているため、電流拡散層のＡｌ組成比が小さ
く、よって高温高湿下の動作において拡散層の潮解性が
なく、表面が黒化しない。その結果、本発明の発光ダイ
オードは安定して動作することが可能であり、高い信頼
性を有する。上記構造を有する本発明の実施形態の発光
ダイオードチップの信頼性のデータ(劣化率の経時変化)
を図５に示す。図５より、温度６０℃湿度９５％雰囲気
での５０ｍＡ動作において、１０００時間までチップ光
度はほとんど変動しなかった。
ド１００においては、ｐ型(ＡｌxＧａ1-x)yＩｎ1-yＰ
(ｘ＝０．０５，１−ｙ＝０．０５)材料を電流拡散層１
０に使用しているため、電流拡散層のＡｌ組成比が小さ
く、よって高温高湿下の動作において拡散層の潮解性が
なく、表面が黒化しない。その結果、本発明の発光ダイ
オードは安定して動作することが可能であり、高い信頼
性を有する。上記構造を有する本発明の実施形態の発光
ダイオードチップの信頼性のデータ(劣化率の経時変化)
を図５に示す。図５より、温度６０℃湿度９５％雰囲気
での５０ｍＡ動作において、１０００時間までチップ光
度はほとんど変動しなかった。
【００４６】本実施形態によれば、ＡｌＧａＩｎＰ系材
料を電流拡散層に用いているので、高温高湿条件下の作
動に対しても長時間に亘って高い信頼性を有する発光ダ
イオードが提供される。
料を電流拡散層に用いているので、高温高湿条件下の作
動に対しても長時間に亘って高い信頼性を有する発光ダ
イオードが提供される。
【００４７】本実施形態によれば、上記のようにＡｌと
Ｉｎの少ないＡｌＧａＩｎＰ電流拡散層を用いることに
よって、抵抗率をＡｌＧａＡｓ拡散層並みに低くするこ
とができる。よって上部電極からの電流拡散距離が大き
く、拡散能力の高い電流拡散層を備えた発光ダイオード
が提供される。その結果、電流拡散層にＡｌＧａＩｎＰ
系材料を用いても、ＡｌＧａＡｓ系材料を用いた発光ダ
イオードと同程度の輝度を有する発光ダイオードを提供
することができる。
Ｉｎの少ないＡｌＧａＩｎＰ電流拡散層を用いることに
よって、抵抗率をＡｌＧａＡｓ拡散層並みに低くするこ
とができる。よって上部電極からの電流拡散距離が大き
く、拡散能力の高い電流拡散層を備えた発光ダイオード
が提供される。その結果、電流拡散層にＡｌＧａＩｎＰ
系材料を用いても、ＡｌＧａＡｓ系材料を用いた発光ダ
イオードと同程度の輝度を有する発光ダイオードを提供
することができる。
【００４８】さらに、本発明の発光ダイオードの基板１
１には、(１００)面に対して[０１１]方向に好ましくは
８°〜２０°傾斜した基板を用いても良い。これによ
り、電流拡散層が格子不整層であっても、ある特定の面
方位のステップを核として成長することがなく、５μｍ
〜１０μｍの厚い格子不整合の電流拡散層でも平坦に成
長することができる。そのため、電流拡散層の上にも制
御性良く、良質のｐ側電極を形成できる。
１には、(１００)面に対して[０１１]方向に好ましくは
８°〜２０°傾斜した基板を用いても良い。これによ
り、電流拡散層が格子不整層であっても、ある特定の面
方位のステップを核として成長することがなく、５μｍ
〜１０μｍの厚い格子不整合の電流拡散層でも平坦に成
長することができる。そのため、電流拡散層の上にも制
御性良く、良質のｐ側電極を形成できる。
【００４９】さらに、電流拡散層のＩｎが少ないので、
発光層の発光波長５５０ｎｍ〜６５０ｎｍに対して透明
な拡散層を得ることができる。
発光層の発光波長５５０ｎｍ〜６５０ｎｍに対して透明
な拡散層を得ることができる。
【００５０】(第２の実施形態)本発明の第２の実施形態
における半導体発光ダイオードとして、半導体発光ダイ
オードを、図面を参照して説明する。
における半導体発光ダイオードとして、半導体発光ダイ
オードを、図面を参照して説明する。
【００５１】図６は、発光ダイオードの構成を示す断面
図である。図６に示すように、本実施形態の発光ダイオ
ード１００は、ｎ型ＧａＡｓ基板１と、この基板１上に
配設された積層構造体１２と、これらの基板１と積層構
造体とを間に配設するｎ型電極７およびｐ型電極８とを
備えている。積層構造体１２は、ｎ型ＧａＡｓバッファ
層２と、(ＡｌxＧａ1-x)0.51Ｉｎ0.49Ｐの発光層１１
と、ｎ型(ＡｌxＧａ1-x) yＩｎ1-yＰ電流阻止層９と、ｐ
型(ＡｌxＧａ1-x)yＩｎ1-yＰ電流拡散層１０とを含む。
(ＡｌxＧａ1-x)0.51Ｉｎ0.49Ｐの発光層１１は、ｎ型
(ＡｌxＧａ1-x)0.51Ｉｎ0.49Ｐ下部クラッド層３と、
(ＡｌxＧａ1-x)0.51Ｉｎ0.49Ｐ活性層４と、ｐ型(Ａｌx
Ｇａ1-x)0.51Ｉｎ0.49Ｐ上部クラッド層５とからなる。
図である。図６に示すように、本実施形態の発光ダイオ
ード１００は、ｎ型ＧａＡｓ基板１と、この基板１上に
配設された積層構造体１２と、これらの基板１と積層構
造体とを間に配設するｎ型電極７およびｐ型電極８とを
備えている。積層構造体１２は、ｎ型ＧａＡｓバッファ
層２と、(ＡｌxＧａ1-x)0.51Ｉｎ0.49Ｐの発光層１１
と、ｎ型(ＡｌxＧａ1-x) yＩｎ1-yＰ電流阻止層９と、ｐ
型(ＡｌxＧａ1-x)yＩｎ1-yＰ電流拡散層１０とを含む。
(ＡｌxＧａ1-x)0.51Ｉｎ0.49Ｐの発光層１１は、ｎ型
(ＡｌxＧａ1-x)0.51Ｉｎ0.49Ｐ下部クラッド層３と、
(ＡｌxＧａ1-x)0.51Ｉｎ0.49Ｐ活性層４と、ｐ型(Ａｌx
Ｇａ1-x)0.51Ｉｎ0.49Ｐ上部クラッド層５とからなる。
【００５２】(ＡｌxＧａ1-x)0.51Ｉｎ0.49Ｐの発光層１
１において、下部クラッド層３、活性層４、および上部
クラッド層５の組成ｘは、それぞれ、約１．０、約０．
３、約１．０であるが、これらの値に限定されず互いに
独立して０≦ｘ≦１の任意の値を取り得る。
１において、下部クラッド層３、活性層４、および上部
クラッド層５の組成ｘは、それぞれ、約１．０、約０．
３、約１．０であるが、これらの値に限定されず互いに
独立して０≦ｘ≦１の任意の値を取り得る。
【００５３】ここで、ｎ型(ＡｌxＧａ1-x)yＩｎ1-yＰ電
流阻止層９において、Ａｌ組成比ｘ＝約０．３０、Ｉｎ
組成比１−ｙ＝約０．４９である。
流阻止層９において、Ａｌ組成比ｘ＝約０．３０、Ｉｎ
組成比１−ｙ＝約０．４９である。
【００５４】さらに、ｐ型(ＡｌxＧａ1-x)yＩｎ1-yＰ電
流拡散層１０において、組成比が層中で一様でなく変化
している。図７(ａ)は電流拡散層１０の層厚に対するＡ
ｌおよびＩｎの組成比を示し、図７(ｂ)は電流拡散層１
０の層厚に対する電流拡散層１０の抵抗率を示す。ここ
で、層厚方向は図６に示す通りである。このように本実
施形態における電流拡散層は、そのＩｎとＡ組成比が下
層から上層に向かうにつれて徐々に変化する電流拡散層
になっている。
流拡散層１０において、組成比が層中で一様でなく変化
している。図７(ａ)は電流拡散層１０の層厚に対するＡ
ｌおよびＩｎの組成比を示し、図７(ｂ)は電流拡散層１
０の層厚に対する電流拡散層１０の抵抗率を示す。ここ
で、層厚方向は図６に示す通りである。このように本実
施形態における電流拡散層は、そのＩｎとＡ組成比が下
層から上層に向かうにつれて徐々に変化する電流拡散層
になっている。
【００５５】次に、本実施形態の発光ダイオード１００
の製造方法について以下に説明する。ここで、各層の組
成は上記の通りである。基板１の上にバッファ層２、下
部クラッド層３(厚さ約１．０μｍ)、活性層４(厚さ約
０．５μｍ)、上部クラッド層５(厚さ約１．０μｍ)を
順次積層し、さらに上部クラッド層５の上に、厚さ約
１．０μｍの電流阻止層９を形成する。そして一旦成長
炉から成長基板を取り出した後に、上記ｎ型電流阻止層
９の一部をエッチング等で除去する。次いで、ＡｌとＩ
ｎの組成を層厚とともに序々に変化させて(ｘ＝０．２
０→０．０１，１−ｙ＝０．４９→０．０１)、厚さ約
６μｍの電流拡散層１０を再成長する。その後ｎ型電極
７を基板１上に、ｐ型電極８を電流拡散層１０に形成す
る。ｐ型電極８の形成に際して、電流阻止層の直上部の
みを残して後はエッチングで選択的に除去する。このよ
うにして発光ダイオード１００が作製される。
の製造方法について以下に説明する。ここで、各層の組
成は上記の通りである。基板１の上にバッファ層２、下
部クラッド層３(厚さ約１．０μｍ)、活性層４(厚さ約
０．５μｍ)、上部クラッド層５(厚さ約１．０μｍ)を
順次積層し、さらに上部クラッド層５の上に、厚さ約
１．０μｍの電流阻止層９を形成する。そして一旦成長
炉から成長基板を取り出した後に、上記ｎ型電流阻止層
９の一部をエッチング等で除去する。次いで、ＡｌとＩ
ｎの組成を層厚とともに序々に変化させて(ｘ＝０．２
０→０．０１，１−ｙ＝０．４９→０．０１)、厚さ約
６μｍの電流拡散層１０を再成長する。その後ｎ型電極
７を基板１上に、ｐ型電極８を電流拡散層１０に形成す
る。ｐ型電極８の形成に際して、電流阻止層の直上部の
みを残して後はエッチングで選択的に除去する。このよ
うにして発光ダイオード１００が作製される。
【００５６】本実施形態の発光ダイオードは、電流阻止
層９を備える。電極直下で発光する光は電極に遮られる
ので、この光を外部に取り出せない。電極直下の電流拡
散層の下に電流阻止層９を備えることにより無効電流を
減らし、光を外部に取り出すことが出来る、電極直下で
ない部位へ電流を有効に拡散させて外部発光効率を向上
させることができる。
層９を備える。電極直下で発光する光は電極に遮られる
ので、この光を外部に取り出せない。電極直下の電流拡
散層の下に電流阻止層９を備えることにより無効電流を
減らし、光を外部に取り出すことが出来る、電極直下で
ない部位へ電流を有効に拡散させて外部発光効率を向上
させることができる。
【００５７】次に、本実施形態の電流拡散層１０につい
て、図６および図７を参照してより詳細に説明する。電
流拡散層１０の成長初期、すなわち発光層１１および電
流阻止層９の近傍(図中、層厚約０の位置近傍)ではＡｌ
組成比ｘ＝約０．２０、Ｉｎ組成比１−ｙ＝約０．４９
になるように設定されている。ところで格子定数は、再
び図１を参照して、Ａｌ組成比(またはこれと相補的な
Ｇａ組成比)に影響されず、Ｉｎの組成比によって主に
決定される。上記のように設定した電流拡散層１０のＩ
ｎ組成比は、発光層１１および電流阻止層９のＩｎの組
成比１−ｙ＝約０．４９と等しい。従って、成長初期の
電流拡散層１０は格子定数が発光層とほぼ等しいので、
平坦に成長することができる。さらに、電流拡散層１０
のＡｌ組成比ｘが比較的高く設定されているので、その
下地となる上部クラッド層５の組成となじみやすく、よ
って良好な結晶性が得られる。
て、図６および図７を参照してより詳細に説明する。電
流拡散層１０の成長初期、すなわち発光層１１および電
流阻止層９の近傍(図中、層厚約０の位置近傍)ではＡｌ
組成比ｘ＝約０．２０、Ｉｎ組成比１−ｙ＝約０．４９
になるように設定されている。ところで格子定数は、再
び図１を参照して、Ａｌ組成比(またはこれと相補的な
Ｇａ組成比)に影響されず、Ｉｎの組成比によって主に
決定される。上記のように設定した電流拡散層１０のＩ
ｎ組成比は、発光層１１および電流阻止層９のＩｎの組
成比１−ｙ＝約０．４９と等しい。従って、成長初期の
電流拡散層１０は格子定数が発光層とほぼ等しいので、
平坦に成長することができる。さらに、電流拡散層１０
のＡｌ組成比ｘが比較的高く設定されているので、その
下地となる上部クラッド層５の組成となじみやすく、よ
って良好な結晶性が得られる。
【００５８】次いで、電流拡散層１０の層厚が増加する
につれてＡｌおよびＩｎの組成を徐々に低下させ、電流
拡散層１０の最上部(図中、層厚ｌの位置)ではＡｌおよ
びＩｎの組成比をともに０．０１とする。このときの抵
抗率の変化を図７(ｂ)に示す。図７より、成長初期では
ＡｌとＩｎの組成比が高いので、格子整合した(ＡｌxＧ
ａ1-x)yＩｎ1-yＰ発光層１１とほとんど変わらない抵抗
率を示す。しかし、層厚が増加するにつれてＡｌおよび
Ｉｎの組成比が減少するので、抵抗率も減少する。電流
阻止層９を備えた型の発光ダイオードでは、電流拡散層
１０中のｐ型電極に近い部位の低抗率が低いほどチップ
内に電流が拡散しやすく、動作電圧も上がりにくい。こ
れに対して、発光層１１に近い部位は抵抗が比較的高く
ても電流拡散能率や動作電圧にほとんど影響しない。
につれてＡｌおよびＩｎの組成を徐々に低下させ、電流
拡散層１０の最上部(図中、層厚ｌの位置)ではＡｌおよ
びＩｎの組成比をともに０．０１とする。このときの抵
抗率の変化を図７(ｂ)に示す。図７より、成長初期では
ＡｌとＩｎの組成比が高いので、格子整合した(ＡｌxＧ
ａ1-x)yＩｎ1-yＰ発光層１１とほとんど変わらない抵抗
率を示す。しかし、層厚が増加するにつれてＡｌおよび
Ｉｎの組成比が減少するので、抵抗率も減少する。電流
阻止層９を備えた型の発光ダイオードでは、電流拡散層
１０中のｐ型電極に近い部位の低抗率が低いほどチップ
内に電流が拡散しやすく、動作電圧も上がりにくい。こ
れに対して、発光層１１に近い部位は抵抗が比較的高く
ても電流拡散能率や動作電圧にほとんど影響しない。
【００５９】従って、本実施形態のように電流拡散層１
０の発光層１１の近傍部分と発光層１１および電流阻止
層９とがほぼ等しいＩｎ組成を有することにより、両者
の格子定数がほぼ等しくなり、よって初期に再成長され
る電流拡散層の結晶性および平坦度を向上させることが
できる。さらに、電流拡散層１０と発光層１１および電
流拡散層９との界面が良好であり、かつ電流拡散層１０
の組成を次第に変化させることにより格子定数が急激に
変化しないので、電流拡散層１０全体の結晶性および平
坦度を向上することもできる。さらにまた、電流拡散層
１０のＡｌおよびＩｎの組成比が上記のように低下する
ので、電流拡散層の抵抗を電極面に対して均一に、かつ
層厚方向に対して徐々に低下させて、抵抗電流は電極間
で均一に拡散させることができる。これにより、光の取
り出し効率の減少および動作電圧の増大を生じることな
く、電流拡散層の結晶性や平坦度を向上させることがで
きる。
０の発光層１１の近傍部分と発光層１１および電流阻止
層９とがほぼ等しいＩｎ組成を有することにより、両者
の格子定数がほぼ等しくなり、よって初期に再成長され
る電流拡散層の結晶性および平坦度を向上させることが
できる。さらに、電流拡散層１０と発光層１１および電
流拡散層９との界面が良好であり、かつ電流拡散層１０
の組成を次第に変化させることにより格子定数が急激に
変化しないので、電流拡散層１０全体の結晶性および平
坦度を向上することもできる。さらにまた、電流拡散層
１０のＡｌおよびＩｎの組成比が上記のように低下する
ので、電流拡散層の抵抗を電極面に対して均一に、かつ
層厚方向に対して徐々に低下させて、抵抗電流は電極間
で均一に拡散させることができる。これにより、光の取
り出し効率の減少および動作電圧の増大を生じることな
く、電流拡散層の結晶性や平坦度を向上させることがで
きる。
【００６０】さらに、電流拡散層１０の成長初期におい
て、ＡｌおよびＩｎの組成比が約１％〜約５％と小さい
場合には、電流拡散層１０と上部クラッド層５との界面
に、バンドギャップおよび界面準位によるノッチが発生
し、その結果動作電圧が上昇して、駆動する電圧が高く
なるという不都合が生じる。これに対して、本実施形態
の場合には、電流拡散層１０と上部クラッド層５との界
面近傍においてほぼ同一のＩｎの組成比を有するので、
界面準位およびバンドエネルギー位置による不連続は生
じない。従って、これに起因して動作電圧の上昇および
消費電力の増大の問題を生じることもない。
て、ＡｌおよびＩｎの組成比が約１％〜約５％と小さい
場合には、電流拡散層１０と上部クラッド層５との界面
に、バンドギャップおよび界面準位によるノッチが発生
し、その結果動作電圧が上昇して、駆動する電圧が高く
なるという不都合が生じる。これに対して、本実施形態
の場合には、電流拡散層１０と上部クラッド層５との界
面近傍においてほぼ同一のＩｎの組成比を有するので、
界面準位およびバンドエネルギー位置による不連続は生
じない。従って、これに起因して動作電圧の上昇および
消費電力の増大の問題を生じることもない。
【００６１】上記のような利点を備えることにより、本
実施形態による発光ダイオードは、従来技術による発光
ダイオードに比べて約１．２倍の発光輝度を得ることが
できる。
実施形態による発光ダイオードは、従来技術による発光
ダイオードに比べて約１．２倍の発光輝度を得ることが
できる。
【００６２】本実施形態においては、電流拡散層の成長
初期のＡｌおよびＩｎの組成比が、それぞれｘ＝０．２
０，１−ｙ＝０．４９である発光ダイオードについて説
明したが、本発明はこれに限定されず、電流拡散層の層
厚方向に組成が変化すれば同様の効果が得られる。本実
施形態ではＡｌおよびＩｎの組成比を層厚とともに徐々
に変化させたが、２段階または３段階で組成を変化させ
ても同様の効果が得られる。
初期のＡｌおよびＩｎの組成比が、それぞれｘ＝０．２
０，１−ｙ＝０．４９である発光ダイオードについて説
明したが、本発明はこれに限定されず、電流拡散層の層
厚方向に組成が変化すれば同様の効果が得られる。本実
施形態ではＡｌおよびＩｎの組成比を層厚とともに徐々
に変化させたが、２段階または３段階で組成を変化させ
ても同様の効果が得られる。
【００６３】
【発明の効果】上記に説明したように、本発明の発光ダ
イオードは、ＡｌＧａＩｎＰ材料を用いた電流拡散層で
あって、その(ＡｌxＧａＩｎx)yＩｎ1-yＰ組成のＡｌ組
成比ｘおよびＩｎ組成比１−ｙを適切に選択して、発光
層に対して格子不整合した電流拡散層を備える。これに
より、電流拡散層の抵抗率を悪化させることなく、高温
高湿雰囲気下においても光度劣化しない発光ダイオード
を提供することができる。さらに、発光層からの光の外
部への取り出し効率が高められ、信頼性が向上された発
光ダイオードを提供することができる。
イオードは、ＡｌＧａＩｎＰ材料を用いた電流拡散層で
あって、その(ＡｌxＧａＩｎx)yＩｎ1-yＰ組成のＡｌ組
成比ｘおよびＩｎ組成比１−ｙを適切に選択して、発光
層に対して格子不整合した電流拡散層を備える。これに
より、電流拡散層の抵抗率を悪化させることなく、高温
高湿雰囲気下においても光度劣化しない発光ダイオード
を提供することができる。さらに、発光層からの光の外
部への取り出し効率が高められ、信頼性が向上された発
光ダイオードを提供することができる。
【図１】ＡｌＧａＩｎＰ系の格子定数とバンドギャップ
とを示す図である。
とを示す図である。
【図２】ＡｌＧａＩｎＰ系の抵抗率のＩｎおよびＡｌの
組成比依存性を示す図である。
組成比依存性を示す図である。
【図３】ＡｌＧａＩｎＰ系の抵抗率の格子整合率依存性
を示す図である。
を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施形態による発光ダイオード
の概略断面図である。
の概略断面図である。
【図５】本発明の発光ダイオードのチップ光度の経時変
化を示す図である。
化を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施形態による発光ダイオード
の概略断面図である。
の概略断面図である。
【図７】本発明の第２の実施形態による発光ダイオード
の電流拡散層の(ａ)層厚方向に対するＡｌおよびＩｎの
組成比、(ｂ)層厚方向に対する抵抗率を示す図である。
の電流拡散層の(ａ)層厚方向に対するＡｌおよびＩｎの
組成比、(ｂ)層厚方向に対する抵抗率を示す図である。
【図８】従来の発光ダイオードの概略断面図である。
【図９】ＧａＡｓ基板に格子整合する、ＡｌＧａＡｓ系
およびＡｌＧａＩｎＰ系の電流拡散層の抵抗率のＡｌ組
成比依存性を示す図である。
およびＡｌＧａＩｎＰ系の電流拡散層の抵抗率のＡｌ組
成比依存性を示す図である。
【図１０】従来の発光ダイオードのチップ光度の経時変
化を示す図である。
化を示す図である。
【図１１】従来の発光ダイオードの劣化の様子を示す概
略断面図である。
略断面図である。
１ ｎ型ＧａＡｓ基板 ２ ｎ型ＧａＡｓバッファ層 ３ ｎ型ＡｌＧａＩｎＰ下部クラッド層 ４ ＡｌＧａＩｎＰ活性層 ５ ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ上部クラッド層 ７ ｎ型電極 ８ ｐ型電極 ９ ｎ型ＡｌＧａＩｎＰ電流阻止層 １０ ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ電流拡散層 １１ ＡｌＧａＩｎＰ発光層 １２ ＡｌＧａＩｎＰ積層構造体 １００ 発光ダイオード
Claims (7)
- 【請求項１】 半導体基板と、該基板上に配設されたＡ
ｌＧａＩｎＰ系化合物半導体からなる積層構造体とを備
え、該積層構造体が、一対のクラッド層と該一対のクラ
ッド層の間に配設された発光のための活性層とからなる
発光層を少なくとも含む発光ダイオードであって、該積
層構造体が該発光層に対して格子不整合な電流拡散層を
さらに含み、以下の式： Δａ／ａ＝(ａ(電流拡散層)−ａ(発光層))／ａ(発光層) ここで、ａ(電流拡散層)：該電流拡散層の格子定数 ａ(発光層)：該発光層の格子定数 で定義される該電流拡散層の格子整合率が−１％以下で
ある、発光ダイオード。 - 【請求項２】 前記基板の結晶が、(１００)面に対して
［０１１］方向に８°〜２０°傾斜している、請求項１
に記載の発光ダイオード。 - 【請求項３】 前記電流拡散層が前記発光層の発光波長
に対して透明であるように、該電流拡散層の組成が選択
される、請求項１または２に記載の発光ダイオード。 - 【請求項４】 前記電流拡散層の(ＡｌxＧａ1-x)yＩｎ
1-yＰ組成において、ｘが０．０１以上０．０５以下で
あり、１−ｙが０．０１以上０．３０以下である、請求
項１または２に記載の発光ダイオード。 - 【請求項５】 前記電流拡散層の(ＡｌxＧａ1-x)yＩｎ
1-yＰ組成において、ｘおよび／または１−ｙが該積層
構造体の積層方向に変化する、請求項１から４のいずれ
かに記載の発光ダイオード。 - 【請求項６】 前記電流拡散層の(ＡｌxＧａ1-x)yＩｎ
1-yＰ組成において、ｘおよび／または１−ｙが独立し
て、該積層構造体の積層方向に段階的に減少する、請求
項１から５のいずれかに記載の発光ダイオード。 - 【請求項７】 前記電流拡散層の(ＡｌxＧａ1-x)yＩｎ
1-yＰ組成において、ｘおよび／または１−ｙが独立し
て、該積層構造体の積層方向に段階的に変化し、これに
より層厚方向の抵抗率が段階的に変化して制御される、
請求項１から６のいずれかに記載の発光ダイオード。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23615698A JP2000068554A (ja) | 1998-08-21 | 1998-08-21 | 半導体発光素子 |
| US09/373,544 US6936858B1 (en) | 1998-08-21 | 1999-08-13 | Semiconductor light-emitting diode |
| CNB991180003A CN1155118C (zh) | 1998-08-21 | 1999-08-20 | 半导体发光二极管 |
| DE19939471A DE19939471B4 (de) | 1998-08-21 | 1999-08-20 | Halbleiterleuchtdiode mit Stromdiffusionsschicht |
| TW088114328A TW420881B (en) | 1998-08-21 | 1999-08-21 | Semiconductor light-emitting diode |
| US10/702,642 US6984850B2 (en) | 1998-08-21 | 2003-11-07 | Semiconductor light-emitting diode |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23615698A JP2000068554A (ja) | 1998-08-21 | 1998-08-21 | 半導体発光素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000068554A true JP2000068554A (ja) | 2000-03-03 |
Family
ID=16996602
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23615698A Pending JP2000068554A (ja) | 1998-08-21 | 1998-08-21 | 半導体発光素子 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US6936858B1 (ja) |
| JP (1) | JP2000068554A (ja) |
| CN (1) | CN1155118C (ja) |
| DE (1) | DE19939471B4 (ja) |
| TW (1) | TW420881B (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012238721A (ja) * | 2011-05-11 | 2012-12-06 | Canon Inc | 光量制御装置及びその制御方法、及び表示装置 |
| JP2014138007A (ja) * | 2013-01-15 | 2014-07-28 | Stanley Electric Co Ltd | 半導体発光素子 |
| JP2014138008A (ja) * | 2013-01-15 | 2014-07-28 | Stanley Electric Co Ltd | 半導体発光素子 |
| WO2014167773A1 (ja) * | 2013-04-10 | 2014-10-16 | 信越半導体株式会社 | 半導体発光素子及びその製造方法 |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2805902B1 (fr) * | 2000-03-03 | 2002-05-10 | Centre Nat Rech Scient | Dispositif optoelectronique semiconducteur a fonction de transfert modulable electriquement |
| CN101459214B (zh) * | 2003-04-15 | 2011-12-28 | 发光装置公司 | 制造发光装置的方法 |
| JP4278437B2 (ja) * | 2003-05-27 | 2009-06-17 | シャープ株式会社 | 発光ダイオード及びその製造方法 |
| DE102004001823B3 (de) * | 2004-01-08 | 2005-09-01 | Humboldt-Universität Zu Berlin | Licht emittierende Halbleitervorrichtungen mit veränderbarer Emissionswellenlänge |
| KR100818457B1 (ko) * | 2004-03-15 | 2008-04-02 | 쇼와 덴코 가부시키가이샤 | 화합물 반도체 발광 다이오드 |
| JP2006066724A (ja) * | 2004-08-27 | 2006-03-09 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 半導体光素子 |
| JP2006261219A (ja) * | 2005-03-15 | 2006-09-28 | Hitachi Cable Ltd | 半導体発光素子 |
| US7244630B2 (en) * | 2005-04-05 | 2007-07-17 | Philips Lumileds Lighting Company, Llc | A1InGaP LED having reduced temperature dependence |
| US7762147B2 (en) * | 2006-01-13 | 2010-07-27 | Mts Systems Corporation | Orthopedic simulator with integral load actuators |
| KR100931509B1 (ko) * | 2006-03-06 | 2009-12-11 | 엘지이노텍 주식회사 | 질화물 반도체 발광소자 및 그 제조방법 |
| JP2008103534A (ja) * | 2006-10-19 | 2008-05-01 | Hitachi Cable Ltd | 半導体発光素子 |
| KR100869962B1 (ko) * | 2006-12-07 | 2008-11-24 | 한국전자통신연구원 | 전류 확산층을 포함하는 발광소자의 제조방법 |
| WO2015068980A1 (ko) * | 2013-11-08 | 2015-05-14 | 포항공과대학교 산학협력단 | 질화물 반도체 자외선 발광소자 |
| TWI684801B (zh) | 2019-04-26 | 2020-02-11 | 國立清華大學 | 光轉換元件 |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5060028A (en) | 1989-01-19 | 1991-10-22 | Hewlett-Packard Company | High band-gap opto-electronic device |
| JPH06103759B2 (ja) | 1989-11-29 | 1994-12-14 | 株式会社東芝 | 半導体発光装置 |
| US5153889A (en) | 1989-05-31 | 1992-10-06 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor light emitting device |
| US5008718A (en) * | 1989-12-18 | 1991-04-16 | Fletcher Robert M | Light-emitting diode with an electrically conductive window |
| JPH0715038A (ja) | 1993-06-21 | 1995-01-17 | Toshiba Corp | 半導体発光素子 |
| US5656829A (en) | 1994-08-30 | 1997-08-12 | Showa Denko K.K. | Semiconductor light emitting diode |
| EP0720242A3 (en) | 1994-12-27 | 1997-07-30 | Shinetsu Handotai Kk | AlGaInP semiconductor light emitting device |
| US5814839A (en) * | 1995-02-16 | 1998-09-29 | Sharp Kabushiki Kaisha | Semiconductor light-emitting device having a current adjusting layer and a uneven shape light emitting region, and method for producing same |
| DE19537543A1 (de) | 1995-10-09 | 1997-04-10 | Telefunken Microelectron | Lichtemittierende Diode |
| JP3332785B2 (ja) | 1997-02-28 | 2002-10-07 | シャープ株式会社 | 半導体発光素子およびその製造方法 |
| JPH10256667A (ja) | 1997-03-13 | 1998-09-25 | Rohm Co Ltd | 半導体発光素子 |
| JP3349396B2 (ja) | 1997-06-25 | 2002-11-25 | シャープ株式会社 | 半導体発光素子 |
| DE19755009C1 (de) | 1997-12-11 | 1999-08-19 | Vishay Semiconductor Gmbh | Verfahren zum Herstellen einer Halbleiteranordnung für Leuchtdioden |
-
1998
- 1998-08-21 JP JP23615698A patent/JP2000068554A/ja active Pending
-
1999
- 1999-08-13 US US09/373,544 patent/US6936858B1/en not_active Expired - Fee Related
- 1999-08-20 DE DE19939471A patent/DE19939471B4/de not_active Expired - Fee Related
- 1999-08-20 CN CNB991180003A patent/CN1155118C/zh not_active Expired - Fee Related
- 1999-08-21 TW TW088114328A patent/TW420881B/zh active
-
2003
- 2003-11-07 US US10/702,642 patent/US6984850B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012238721A (ja) * | 2011-05-11 | 2012-12-06 | Canon Inc | 光量制御装置及びその制御方法、及び表示装置 |
| JP2014138007A (ja) * | 2013-01-15 | 2014-07-28 | Stanley Electric Co Ltd | 半導体発光素子 |
| JP2014138008A (ja) * | 2013-01-15 | 2014-07-28 | Stanley Electric Co Ltd | 半導体発光素子 |
| WO2014167773A1 (ja) * | 2013-04-10 | 2014-10-16 | 信越半導体株式会社 | 半導体発光素子及びその製造方法 |
| JP2014204095A (ja) * | 2013-04-10 | 2014-10-27 | 信越半導体株式会社 | 半導体発光素子及びその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6984850B2 (en) | 2006-01-10 |
| CN1155118C (zh) | 2004-06-23 |
| US6936858B1 (en) | 2005-08-30 |
| DE19939471B4 (de) | 2008-03-20 |
| CN1245979A (zh) | 2000-03-01 |
| US20040104396A1 (en) | 2004-06-03 |
| TW420881B (en) | 2001-02-01 |
| DE19939471A1 (de) | 2000-03-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2000068554A (ja) | 半導体発光素子 | |
| JP3233569B2 (ja) | 半導体発光素子 | |
| JPH07254732A (ja) | 半導体発光装置 | |
| JP2002335011A (ja) | Ｉｉｉ族窒化物発光デバイスの輝度を増大させる方法 | |
| JP3554235B2 (ja) | 発光ダイオード及びその製造方法 | |
| JPH0897468A (ja) | 半導体発光素子 | |
| JP3814151B2 (ja) | 発光素子 | |
| US20020126719A1 (en) | Semiconductor photonic device | |
| CN106057997B (zh) | 一种黄绿光发光二极管的外延片及制备方法 | |
| JP3102647B2 (ja) | 半導体発光素子 | |
| KR20040047132A (ko) | 다중 양자우물 구조를 갖는 질화물 반도체 소자 | |
| CN117080326A (zh) | 改善光效的发光二极管及其制备方法 | |
| JP2005150664A (ja) | 発光素子及びその製造方法 | |
| JP3332785B2 (ja) | 半導体発光素子およびその製造方法 | |
| JPH0691280B2 (ja) | 半導体発光ダイオード | |
| JP2003008058A (ja) | ＡｌＧａＩｎＰエピタキシャルウエーハ及びそれを製造する方法並びにそれを用いた半導体発光素子 | |
| CN112802869A (zh) | 单片集成氮化物发光波长可调节的白光led及制备方法 | |
| EP2101361A2 (en) | Semiconductor light emitting device and method for manufacturing same, and epitaxial wafer | |
| JP3209786B2 (ja) | 半導体発光素子 | |
| JPH05315645A (ja) | 半導体発光装置 | |
| JP4232281B2 (ja) | ＡｌＧａＩｎＰ発光ダイオード | |
| JP3651730B2 (ja) | 半導体発光素子 | |
| JP3005115B2 (ja) | 半導体発光素子 | |
| JP2009260136A (ja) | 半導体発光素子及びその製造方法、エピタキシャルウェーハ | |
| US6399965B2 (en) | Semiconductor light emitting device with high yield and low power consumption |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050202 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050401 |
|
| A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20050407 |
|
| A912 | Re-examination (zenchi) completed and case transferred to appeal board |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912 Effective date: 20060428 |