JP2001244505A - 分布型接触の層を有する高輝度発光ダイオード - Google Patents
分布型接触の層を有する高輝度発光ダイオードInfo
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Abstract
るよう接触層及び接触層と窓層の間の界面による光の吸
収の望ましくない影響を減少させるために分布型接触の
層を有する高輝度発光ダイオードを提供することを目的
とする。 【解決手段】 本発明による分布型接触の層を有する高
輝度発光ダイオードは、第1の電極と、第1の電極上に
形成される半導体基板と、半導体基板上に形成される第
1の導電型の第1のクラッド層と、第1のクラッド層上
に形成される活性層と、活性層上に形成される第2の導
電型の第2のクラッド層と、第2のクラッド層上に形成
される第2の導電型の窓層と、窓層上に形成される所定
模様の分布型接触の層と、分布型接触の層及び窓層上に
形成される透明導電層と、透明導電層上に形成される第
2の電極とを有し、透明導電層は、分布型接触の層とオ
ーム接触にあり、窓層との間にショットキー障壁が形成
される。
Description
に輝度の高い発光ダイオードに関する。
れ本願と同じ譲受人である米国特許第5,789,76
8号では、図1に示すような発光ダイオードが開示され
る。発光ダイオードにおいて、n型GaAs半導体基板12
がn型裏電極10上に形成される。ブラッグ反射を用い
た分布反射型(distributed Bragg reflector(DB
R))層30は、半導体基板12上に形成される。分布
反射型層30は、AlGaInp及びAlGaAsから成る群から選
択される物質を有することが好ましい。積層構造14
は、反射型層30上に形成され、n型AlGaInpの底部ク
ラッド層140、AlGaInpの活性層142、及び、p型A
lGaInPの上部クラッド層144を含む。p型窓層16
は、上部クラッド層144上に形成される。窓層16
は、GaP、GaAsP、GaInP、及び、AlGaAsから成る群から
選択される物質を有することが好ましい。p型接触層1
7は、窓層16上に形成される。接触層17は、GaAs
P、GaP、GaInP、及び、GaAsから成る群から選択される
物質を有することが好ましい。透明導電層19は、接触
層17上に形成され、接触層17の中央の窪みを通じて
延在し、窓層16との間にショットキー障壁を形成する
ことによって窓層16と接触する。透明導電層19は、
酸化インジウム、酸化スズ、酸化インジウムスズ、及
び、同様の透明物質から成る群から選択される物質を有
することが好ましい。p型前電極20は、導電層19上
に形成される。
層19と接触層の17間の接触面がオーム接触され、導
電層19と窓層16の間の接触面がショットキー障壁に
形成されることを特徴とする。従って、前電極20から
の電流が導電層19中に広がった後、この電流は、光を
生成するために裏電極10からの電流と遭う前にショッ
トキー障壁でなくオーム接触を通じて活性層の中に流れ
る。
0の真下の電流部分及び発光動作は、前電極による遮光
の望ましくない影響を回避し得るよう前電極20からの
電流がショットキー障壁でなくオーム接触を通じて流れ
るよう制御され得るから減少され得る。しかしながら、
活性層142において生成される光は、発光するために
接触17を通らなくてはならず、接触層は、その中を通
る光の約15%乃至20%を吸収する。加えて、接触層
17と窓層16の間の界面も光を吸収するといった望ま
しくない影響が生じる。その結果、窓層16上で接触層
17がおかれる領域が減少され得る場合、接触層17及
び接触層17と窓層の間の界面による光の吸収といった
望ましくない影響は減少され得る。それにより、発光ダ
イオードの輝度が増加され得る。
光ダイオードの輝度を増加する改善された効果が実現さ
れ得るよう接触層及び接触層と窓層の間の界面による光
の吸収の望ましくない影響を減少するために分布型接触
の層を有する高輝度な発光ダイオードを提供することを
目的とする。
に分布型接触の層を有する高輝度発光ダイオードは、第
1の電極と、第1の電極上に形成される半導体基板と、
半導体基板上に形成される第1の導電型の第1のクラッ
ド層と、第1のクラッド層上に形成される活性層と、活
性層上に形成される第2の導電型の第2のクラッド層
と、第2のクラッド層上に形成される第2の導電型の窓
層と、窓層上に形成される所定模様の分布型接触の層
と、分布型接触の層及び窓層上に形成される透明導電層
と、透明導電層上に形成される第2の電極とを有し、透
明導電層は、分布型接触の層とオーム接触され窓層との
間にショットキー障壁が形成される。
明の第1の好ましい実施例による発光ダイオードでは、
n型GaAs半導体基板12がn型裏電極10上に形成され
る。分布反射型(distributed Bragg reflector
(DBR))層30は、半導体基板12上に形成され
る。分布反射型層30は、AlGaInP及びAlGaAsから成る
群から選択される物質を有することが好ましい。積層構
造14は、反射型層30上に形成され、n型AlGaInpの
底部クラッド層140、AlGaInpの活性層142、及
び、p型AlGaInPの上部クラッド層144を含む。p型
窓層16は、上部クラッド層144上に形成される。窓
層16は、GaP、GaAsP、GaInP、AlGaInp、及び、AlGaAs
から成る群から選択される物質を有することが好まし
い。図3に示すように、分布された結晶粒の形態にある
p型接触層17は、(以下に説明するように)前電極2
0の真下の領域以外の領域で窓層16上に形成される。
接触層17の結晶粒は、GaP、GaAsP、GaInP、及び、GaA
sから成る群から選択される物質を有することが好まし
い。第1の実施例では、各結晶粒は、例えば、約8μm
の径を有し2つの隣接する結晶粒の間の距離が16μm
である円形の円筒の形状を有する。透明導電層19は、
結晶粒及び窓層16上に形成される。オーム接触は、導
電層19と各結晶粒の間に形成され、ショットキー障壁
は、導電層19と窓層16の間に形成される。透明導電
層19は、酸化インジウムスズ、酸化インジウム、酸化
スズ、酸化亜鉛、酸化マグネシウム及び、同様の透明物
質から成る群から選択される物質を有することが好まし
い。p型前電極20は、導電層19上に形成される。
の間の距離との比が大きければ大きい程、結晶粒によっ
て与えられる導電効果がよくなり、改善される発光効果
は小さい。反対に、各結晶粒の大きさと2つの隣接する
結晶粒の間の距離との比が小さければ小さい程、結晶粒
によって与えられる導電効果は小さくなり、発光効果は
よくなる。従って、比は、結晶粒の導電効果及び透明効
果夫々を考慮して選択されるべきである。所望の比は、
ダイオードの最適発光効果を実現するために実験によっ
て決定され得る。
果は、本発明の第1の実施例による分布された結晶粒の
形態にある接触層17を設けることで減少され得、それ
により輝度の高い効果が実現され得る。
れ、従来技術の発光ダイオードと比較して15%乃至3
0%の輝度の増加が本発明によって実現され得ることが
証明される。
され説明される一方で、本発明の範囲は好ましい実施例
に制限されない。本発明の全ての変化及び変更は、本発
明の精神及び範囲内にまだ属する。例えば、前電極20
の真下の領域以外の領域で窓層16上に形成される分布
された交差する細片の形態にあるp型接触層18を第1
の実施例による分布された結晶粒の形態にあるp型接触
層17の代わりに使用するか、又は、分布された結晶粒
の形態にあるp型接触層17を前電極20の真下の領域
に延在させることは、本発明の範囲から逸脱しないこと
が明らかである。
ある。
有する高輝度発光ダイオードの略断面図である。
ダイオードの略平面図である。
有する高輝度発光ダイオードの略平面図である。
Claims (14)
- 【請求項1】 第1の電極と、 発光機能を提供し、上記第1の電極上に形成される積層
構造と、 上記積層構造とオーム接触にあり、上記積層構造上に形
成される分布型接触の層と、 上記分布型接触の層とオーム接触にあり、上記積層構造
との間にショットキー障壁を形成し、上記分布型接触の
層及び上記積層構造上に形成される透明導電層と、 上記透明導電層上に形成される第2の電極とを有する、
分布型接触の層を有する高輝度発光ダイオード。 - 【請求項2】 上記積層構造は、上記第1の電極上に形
成される半導体基板と、 上記半導体基板上に形成される第1の導電型の第1のク
ラッド層と、 上記第1のクラッド層上に形成される活性層と、 上記活性上に形成される第2の導電型の第2のクラッド
層と、 上記第2のクラッド層上に形成される第2の導電型の窓
層とを有する請求項1記載の分布型接触の層を有する高
輝度発光ダイオード。 - 【請求項3】 第1の電極と、 上記第1の電極上に形成される半導体基板と、 上記半導体基板上に形成される第1の導電型の第1のク
ラッド層と、 上記第1のクラッド層上に形成される活性層と、 上記活性上に形成される第2の導電型の第2のクラッド
層と、 上記第2のクラッド層上に形成される第2の導電型の窓
層と、 上記窓層上に形成される所定模様の分布型接触の層と、 上記分布型接触の層とオーム接触にあり、上記窓層との
間にショットキー障壁を形成し、上記分布型接触の層及
び上記窓層上に形成される透明導電層と、 上記透明導電層上に形成される第2の電極とを有する、
分布型接触の層を有する高輝度発光ダイオード。 - 【請求項4】 上記分布型接触の層は、上記窓層上に分
布される円形の円筒の形状を有する複数の接触結晶粒を
有する請求項3記載の分布型接触の層を有する高輝度発
光ダイオード。 - 【請求項5】 上記分布型接触の層は、上記第2の電極
の略真下にある領域以外で上記窓層上に分布される円形
の円筒の形状を有する複数の接触結晶粒を有する請求項
3記載の分布型接触の層を有する高輝度発光ダイオー
ド。 - 【請求項6】 上記分布型接触の層は、上記窓層上に分
布される複数の接触細片を有する請求項3記載の分布型
接触の層を有する高輝度発光ダイオード。 - 【請求項7】 上記分布型接触の層は、上記第2の電極
の略真下の領域以外で上記窓層上に分布される複数の接
触細片を有する請求項3記載の分布型接触の層を有する
高輝度発光ダイオード。 - 【請求項8】 上記活性層は、AlGaInpを有し、 上記窓層は、GaP、GaAsP、GaInP、AlGaInP、及び、AlGa
Asから成る群から選択される物質を有し、 上記分布型接触の層は、GaP、GaAsP、GaInP、及び、AlG
aAsから成る群から選択される物質を有し、 上記透明導電層は、酸化インジウムスズ、酸化インジウ
ム、酸化スズ、酸化亜鉛、酸化マグネシウムから成る群
から選択される物質を有し、 上記半導体基板は、GaAsを有し、 上記第1のクラッド層は、AlGaInpを有し、 上記第2のクラッド層は、AlGaInPを有し、 分布反射型層は、上記半導体基板と上記第1のクラッド
層の間に形成され、AlGaInp及びAlGaAsから成る群から
選択される物質を有する請求項3記載の分布型接触の層
を有する高輝度発光ダイオード。 - 【請求項9】 第1の一次表面及び第2の一次表面を有
し発光機能を提供する積層構造と、 上記積層構造とオーム接触にあり、上記積層構造の上記
第1の一次表面上に形成される所定模様の分布型接触の
層と、 上記分布型接触の層とオーム接触にあり、上記積層構造
の上記第1の一次表面との間にショットキー障壁が形成
され、上記分布型接触の層及び上記積層構造の上記一次
表面上に形成される透明導電層とを有する分布型接触の
層を有する高輝度発光ダイオード。 - 【請求項10】 上記透明導電層と電気通信にある第1
の電極と、 上記積層構造の上記第2の一次表面と電気通信にある第
2の電極とを有する請求項9記載の分布型接触の層を有
する高輝度発光ダイオード。 - 【請求項11】 上記分布型接触の層は、上記第1の一
次表面に分布される円形の円筒の形状を有する複数の接
触結晶粒を有する請求項9記載の分布型接触の層を有す
る高輝度発光ダイオード。 - 【請求項12】 上記分布型接触の層は、上記第2の電
極の略真下以外の領域で上記第1の一次表面上に分布さ
れる円形の円筒の形状を有する複数の接触結晶粒を有す
る請求項10記載の分布型接触の層を有する高輝度発光
ダイオード。 - 【請求項13】 上記分布型接触の層は、上記第1の一
次表面上に分布される複数の接触細片を有する請求項9
記載の分布接触を有する高輝度発光ダイオード。 - 【請求項14】 上記分布型接触の層は、上記第2の電
極の略真下以外の領域で上記第1の一次表面上に分布さ
れる複数の接触細片を有する請求項10記載の分布型接
触の層を有する高輝度発光ダイオード。
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