JP2666525B2 - GaAs light emitting diode and method of manufacturing the same - Google Patents

GaAs light emitting diode and method of manufacturing the same

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JP2666525B2 JP15628490A JP15628490A JP2666525B2 JP 2666525 B2 JP2666525 B2 JP 2666525B2 JP 15628490 A JP15628490 A JP 15628490A JP 15628490 A JP15628490 A JP 15628490A JP 2666525 B2 JP2666525 B2 JP 2666525B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明はGaAlAs発光ダイオード、特に高出力のGaAlAs
発光ダイオード及びその製造方法に関するものである。
Description: FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a GaAlAs light-emitting diode, and in particular, to a high-power GaAlAs.
The present invention relates to a light emitting diode and a method for manufacturing the same.

[従来の技術] 発光ダイオード(以下、LEDという)は、表示用素子
や通信用素子としてあらゆる分野の機器に使用されてい
る。その中でも、特に、リモートコントローラ(リモコ
ン)に利用されるものは、赤外発光用のLEDであり、よ
り短波長で高出力のものが要求されるようになってきて
いる。
[Background Art] Light emitting diodes (hereinafter, referred to as LEDs) are used in devices in all fields as display elements and communication elements. Among them, an LED used for a remote controller (remote controller) is an LED for infrared light emission, and an LED having a shorter wavelength and a higher output has been required.

このリモコン用の赤外光高出力LEDとしては、通常Si
ドープGaAsが広く用いられている。このGaAs−LEDの発
光波長は930nmから960nmにあり、それより短波長のLED
を用いるためには、SiドープGaAlAsが用いられている。
The infrared high-power LED for this remote control is usually Si
Doped GaAs is widely used. The emission wavelength of this GaAs-LED is from 930nm to 960nm, and shorter wavelength LED
Is used, Si-doped GaAlAs is used.

[発明が解決しようとする課題] 上記したSiドープGaAlAsでは、pn界面のAlAs混晶比を
Al添加量により変えて発光波長を制御している。ところ
が、AlAs混晶比により発光波長を制御するLEDでは、n
層のAlAs混晶比はpn界面のAlAs混晶比に比べて高いが、
p層のAlAs混晶比はpn界面のAlAs混晶比に比べて低くな
っている。AlAs混晶比を変えて発光波長を制御している
ため、いずれか一方の混晶比を低くせざるを得ないから
である。
[Problem to be Solved by the Invention] In the above Si-doped GaAlAs, the AlAs mixed crystal ratio at the pn interface is reduced.
The emission wavelength is controlled by changing the amount of Al added. However, in an LED whose emission wavelength is controlled by the AlAs mixed crystal ratio, n
Although the AlAs mixed crystal ratio of the layer is higher than the AlAs mixed crystal ratio of the pn interface,
The AlAs mixed crystal ratio of the p layer is lower than the AlAs mixed crystal ratio of the pn interface. This is because, since the emission wavelength is controlled by changing the AlAs mixed crystal ratio, one of the mixed crystal ratios must be lowered.

また、従来のSiドープGaAlAsでは、pn界面で急峻なヘ
テロ接合が形成される。これは、製造法から来る制約で
その様になる。即ち、pn界面を持つLED用エピタキシャ
ルウェハにおける従来の液相エピタキシャル製造方法
は、基板にAlAs混晶比の異なる第1層成長用の成長溶液
と、第2層成長用の成長溶液の2種類の溶液を別個に用
意しておき、第1層の成長を待ってから、第2層目を成
長させるというものである。このため、pn界面近傍では
急峻なヘテロ接合が形成されることになる。
In the conventional Si-doped GaAlAs, a steep heterojunction is formed at the pn interface. This is so due to constraints coming from the manufacturing method. That is, the conventional liquid-phase epitaxial manufacturing method for an LED epitaxial wafer having a pn interface has two types of growth solutions for the first layer growth and the second layer growth solution having different AlAs mixed crystal ratios on the substrate. The solution is prepared separately, and after the first layer is grown, the second layer is grown. For this reason, a steep heterojunction is formed near the pn interface.

このように、p層のAlAs混晶比がpn界面のAlAs混晶比
に比べて低くなっていると、p層のエネルギャップが最
も小さいため、n層やpn界面に比して短波長の光が吸収
されることになる。従ってpn界面で発した光は、n層を
通して取り出されるが、p層側へ向かった光は吸収され
てしまい、高い発光出力が得られないという欠点があっ
た。
As described above, when the AlAs mixed crystal ratio of the p layer is lower than the AlAs mixed crystal ratio of the pn interface, the energy gap of the p layer is the smallest, so that the wavelength is shorter than that of the n layer or the pn interface. Light will be absorbed. Therefore, although the light emitted at the pn interface is extracted through the n-layer, the light directed to the p-layer is absorbed, and there is a drawback that a high emission output cannot be obtained.

また、pn界面近傍で急峻なヘテロ接合が形成されてい
ると、ヘテロ界面特有の格子不整合による欠陥が発生
し、その存在により高い発光出力が得られず、寿命も短
いという欠点もあった。
In addition, when a steep heterojunction is formed near the pn interface, defects due to lattice mismatch peculiar to the heterointerface occur, and high light emission output cannot be obtained due to the existence of the heterojunction.

本発明の目的は、前記した従来技術の欠点を解消し、
発光出力を大幅に増加させることができる新規なGaAlAs
−LEDを提供することにある。
An object of the present invention is to eliminate the above-mentioned disadvantages of the prior art,
New GaAlAs that can greatly increase light output
-To provide an LED.

また、本発明の目的は、前記した従来技術の欠点を解
消し、急峻なヘテロ接合を持たず、p層,n層のいずれの
AlAs混晶比の高い新規なGaAlAs−LEDの製造方法を提供
することにある。
Further, an object of the present invention is to solve the above-mentioned drawbacks of the prior art, to have no steep heterojunction, and to provide either a p-layer or an n-layer.
An object of the present invention is to provide a novel method for manufacturing a GaAlAs-LED having a high AlAs mixed crystal ratio.

[課題を解決するための手段] 本発明の要旨は、添加したSiが結晶の厚さ方向にn型
からp型のドーパントにpn反転してn型層及びp型層が
形成されているGaAlAs層と、該GaAlAs層の両面にそれぞ
れ形成された電極とを有するGaAlAs−LEDにおいて、上
記GaAlAs層のp型層に上記Siと共にSi以外のp型ドーパ
ントが添加し、かつ上記GaAlAs層のAlAs混晶比が上記pn
界面近傍で最も低くなるようにしたGaAlAs−LEDであ
り、それによって発光出力を大幅に向上させたものであ
る。
Means for Solving the Problems The gist of the present invention is to provide a GaAlAs in which an n-type layer and a p-type layer are formed by pn inversion of added Si from n-type to p-type dopant in the thickness direction of the crystal. In a GaAlAs-LED having a layer and electrodes formed on both sides of the GaAlAs layer, a p-type dopant other than Si is added to the p-type layer of the GaAlAs layer together with the Si, and the AlAs mixture of the GaAlAs layer is mixed. Crystal ratio is above pn
This is a GaAlAs-LED having the lowest value near the interface, thereby greatly improving the light emission output.

また、より高出力で高寿命を得るためには、GaAlAs層
のpn界面近傍で急峻なヘテロ接合を有しないことが望ま
しい。
Further, in order to obtain a longer life with higher output, it is desirable not to have a steep heterojunction near the pn interface of the GaAlAs layer.

そして、Si以外のp型ドーパントとしては、C、Zn、
Ge又はMgの1種又は、数種を用いることができる。
And, as p-type dopants other than Si, C, Zn,
One or several of Ge or Mg can be used.

一方、本発明のGaAlAs−LEDの製造方法は、Siを添加
したGaAlAs成長溶液を基板表面に接触させて徐冷し、該
徐冷中に上記Siをn型からp型のドーパントにpn反転さ
せてn型層及びp型層を有するGaAlAs層を成長した後、
上記基板を除去し、その後上記GaAlAs層の両面にそれぞ
れ電極を形成するGaAlAs発光ダイオードの製造方法にお
いて、GaAs、Al及びSi以外のp型ドーパントを溶解した
添加溶液を予め準備しておき、n型GaAlAs層が成長した
後のpn反転温度で上記成長溶液に上記添加溶液を一定時
間接触させ、その後、上記成長溶液から添加溶液を分離
して上記成長溶液を徐冷することによりp型GaAlAs層を
成長させ、高出力のGaAlAs−LEDを得るようにしたもの
である。
On the other hand, in the method for manufacturing a GaAlAs-LED of the present invention, the SiAl-added GaAlAs growth solution is brought into contact with the substrate surface and gradually cooled, and during the slow cooling, the Si is pn-inverted from n-type to p-type and n After growing a GaAlAs layer having a p-type layer and a p-type layer,
In the method of manufacturing a GaAlAs light-emitting diode in which the substrate is removed and electrodes are formed on both surfaces of the GaAlAs layer, an additional solution in which a p-type dopant other than GaAs, Al and Si is dissolved is prepared in advance, and the n-type At a pn inversion temperature after the GaAlAs layer was grown, the growth solution was brought into contact with the growth solution for a certain period of time, and then the growth solution was separated from the growth solution and the growth solution was gradually cooled to form a p-type GaAlAs layer. It is grown to obtain a high-power GaAlAs-LED.

[作用] pn界面近傍で最もAlAs混晶比が低くなっていると、発
光部となるpn界面に比してn層及びp層のエネルギャッ
プが共に大きいため、n層またはp層のいずれか一方の
層の混晶比が小さい場合と異なり、pn界面で発した短波
長の光がいずれか一方の層で特に吸収され易いというこ
とはない。従ってpn界面で発した光は、n層とp層の両
層を通して外部に取り出されるため、高い発光出力が得
られる。
[Action] When the AlAs mixed crystal ratio is the lowest near the pn interface, the energy gap of both the n-layer and the p-layer is larger than that of the pn interface serving as the light-emitting portion. Unlike the case where the mixed crystal ratio of one layer is small, light of short wavelength emitted at the pn interface is not particularly easily absorbed by either layer. Therefore, light emitted at the pn interface is extracted to the outside through both the n-layer and the p-layer, so that a high emission output can be obtained.

また、pn界面近傍で急峻ではなく、緩慢なヘテロ接合
が形成されていると、ヘテロ界面特有の格子不整合によ
る欠陥が発生しないため、より高い発光出力が得ら、ま
た寿命も長くなる。
Further, when a heterojunction that is not steep but slow is formed near the pn interface, defects due to lattice mismatch unique to the heterointerface do not occur, so that a higher emission output is obtained and the life is prolonged.

一方、本発明のGaAlAs−LEDの製造方法は、第1層目
の成長を待ってから第2層目の成長を行なわせると、第
1層目と第2層目の成長が不連続に行なわれることか
ら、急峻なヘテロ接合が生じるという点に着目し、第1
層目の成長を待つことなく第2層目の成長条件を整え、
その後連続して第1層目と第2層目を成長させるように
したものである。
On the other hand, according to the method of manufacturing a GaAlAs-LED of the present invention, if the second layer is grown after the first layer is grown, the first and second layers are grown discontinuously. From the fact that a steep heterojunction occurs,
The growth condition of the second layer is adjusted without waiting for the growth of the layer,
Thereafter, the first layer and the second layer are continuously grown.

成長溶液ホルダに収納した高温の成長溶液を基板に接
触させて、徐々に冷却していくと、相対的に高い成長温
度ではp型の伝導型が、低い温度ではn型伝導型のエピ
タキシャル層が得られることから、p型からn型へ転換
するpn反転温度に至る。pn反転温度に至ったとき、添加
溶液ホルダに収納した添加溶液を成長溶液に接触させて
ある時間保持すると、添加溶液が成長溶液中に拡散して
第1層成長用の成長溶液の上層に第2層目となるの成長
溶液層が形成される。成長溶液中の拡散は緩慢であるた
め、層の境目も緩慢な変化で構成される。
When the high-temperature growth solution stored in the growth solution holder is brought into contact with the substrate and gradually cooled, the p-type conduction type at a relatively high growth temperature and the n-type conduction type epitaxial layer at a relatively low temperature are formed. This leads to a pn inversion temperature at which p-type is converted to n-type. When the temperature reaches the pn inversion temperature, when the additive solution stored in the additive solution holder is kept in contact with the growth solution for a certain period of time, the additive solution diffuses into the growth solution and is deposited on the upper layer of the growth solution for the first layer growth. A second growth solution layer is formed. Since the diffusion in the growth solution is slow, the boundaries of the layers are also composed of slow changes.

その後、成長溶液から添加溶液を分離して除冷する
と、第1層及び第2層のエピタキシャル層が連続的に成
長していき、pn界面近傍が最もAlAs混晶比が低くなり、
界面近傍で緩やかなヘテロ接合が形成される。
After that, when the added solution is separated from the growth solution and cooled, the first and second epitaxial layers grow continuously, and the AlAs mixed crystal ratio becomes the lowest near the pn interface,
A gentle heterojunction is formed near the interface.

[実施例] 以下、本発明の実施例を第1図〜第3図を用いて説明
する。
Embodiment An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.

本実施例によるGaAlAs−LED構造を第2図に示す。 FIG. 2 shows a GaAlAs-LED structure according to the present embodiment.

LEDは、図示しないn型GaAs基板上に、後述するAlAs
混晶比プロファイルを持った、100μmのn型GaAlAs層
2と100μmのp型GaAlAs層3とを順次ピタキシャル成
長したヘテロ構造を有し、後にn型GaAs基板を取り除い
てある。基板の取除かれたエピタキシャルウエハのn型
GaAlAs層2の表面に、直径150μmの円形のn側電極1
を形成し、p型GaAlAs層3の裏面にはφ30μmのp側部
分電極が形成されている。
The LED is mounted on an n-type GaAs substrate
It has a heterostructure in which a 100 μm n-type GaAlAs layer 2 and a 100 μm p-type GaAlAs layer 3 having a mixed crystal ratio profile are sequentially grown in a epitaxial manner, and the n-type GaAs substrate is removed later. N-type epitaxial wafer with substrate removed
On the surface of the GaAlAs layer 2, a circular n-side electrode 1 having a diameter of 150 μm
A p-side partial electrode having a diameter of 30 μm is formed on the back surface of the p-type GaAlAs layer 3.

このLEDに電流を流すとpn界面5で発光再結合する。p
n界面5からn型GaAlAs層2を通って表面に向った光は
そのまま外部に取り出され、p型GaAlAs層3を通って裏
面に向った光は吸収されることなく裏面で反射し、表面
から外部に取り出すことができる。
When a current is applied to this LED, light emission recombination occurs at the pn interface 5. p
Light traveling from the n interface 5 to the front surface through the n-type GaAlAs layer 2 is directly extracted to the outside, and light traveling to the rear surface through the p-type GaAlAs layer 3 is reflected by the rear surface without being absorbed. Can be taken out.

このLEDのAlAs混晶比プロファイルを第1図に示す。
n層では表面混晶比が0.30でpn界面に向ってほぼ直線状
に下って行き、pn界面のAlAs混晶比は0.07である。pn界
面からp層に向ってAlAs混晶比は徐々に高くなって行
き、約20μmでAlAs混晶比は極大の0.48となり、その後
混晶比は裏面に向って直線状に低下し、裏面のAlAs混晶
比は0.19となる。
FIG. 1 shows the AlAs mixed crystal ratio profile of this LED.
In the n layer, the surface mixed crystal ratio is 0.30 and descends almost linearly toward the pn interface, and the AlAs mixed crystal ratio at the pn interface is 0.07. From the pn interface toward the p-layer, the AlAs mixed crystal ratio gradually increases, and at about 20 μm, the AlAs mixed crystal ratio reaches a maximum of 0.48, and then the mixed crystal ratio decreases linearly toward the back surface, The AlAs mixed crystal ratio is 0.19.

このようにGaAlAs−LEDは、pn界面近傍が最もAlAs混
晶比が低く、しかもpn界面近傍で急峻なヘテロ接合を有
しないようなプロファイルとなっている。
As described above, the GaAlAs-LED has a profile in which the AlAs mixed crystal ratio is lowest near the pn interface and has no sharp heterojunction near the pn interface.

次に、上述したようなAlAs混晶比プロファイルを有す
るGaAlAs−LEDの製造方法について説明する。LED用エピ
タキシャルウェハを製作するためのスライド式液相エピ
タキシャル成長治具と、その成長治具に原料をセットし
てから、エピタキシャルウェハを製作するまでの一連の
工程を第3図に示す。
Next, a method for manufacturing a GaAlAs-LED having an AlAs mixed crystal ratio profile as described above will be described. FIG. 3 shows a slide type liquid phase epitaxial growth jig for manufacturing an epitaxial wafer for LED, and a series of steps from setting a raw material to the growth jig to manufacturing an epitaxial wafer.

成長治具は、GaAs基板11をセットするための基板ホル
ダ8、Ga,GaAs多結晶,Al,Siから成る第1層成長のため
の成長用溶液10を収納するための成長溶液ホルダ7、第
2層成長のために成長用溶液10に添加するGa,Al,GaAs多
結晶,Znからなる添加溶液9を収納するための添加溶液
ホルダ6の3つのホルダから構成されている。なお、12
は添加溶液9の収納されている溶液溜め6aの蓋である。
The growth jig includes a substrate holder 8 for setting a GaAs substrate 11, a growth solution holder 7 for accommodating a growth solution 10 for growing a first layer composed of Ga, GaAs polycrystal, Al, and Si. It is composed of three holders, an additive solution holder 6 for storing an additive solution 9 made of Ga, Al, GaAs polycrystal, and Zn to be added to the growth solution 10 for growing two layers. In addition, 12
Is a lid of the solution reservoir 6a in which the additive solution 9 is stored.

第3図(a)に示すように、基板ホルダ8にSiをドー
プしたn型GaAs基板11をセットする。成長溶液ホルダ7
の溶液溜め7aにはGa50g,Al117mg,GaAs7.0gそしてn型ド
ーパントとしてのSi90mgをセットする。添加溶液ホルダ
6の溶液溜め6gには、Ga10g,Al160mg,GaAs0.05gそして
p型ドーパントとしてのZn100mgをセットする。この状
態で図示しない反応管内に本成長治具をセットし水素ガ
スと置換する。十分に置換が済んだら反応管内を950℃
に昇温し、Ga中に溶質が溶けるまで待つ。
As shown in FIG. 3A, an n-type GaAs substrate 11 doped with Si is set in a substrate holder 8. Growth solution holder 7
In the solution reservoir 7a, 50 g of Ga, 117 mg of Al, 7.0 g of GaAs and 90 mg of Si as an n-type dopant are set. 10 g of Ga, 160 mg of Al, 0.05 g of GaAs, and 100 mg of Zn as a p-type dopant are set in 6 g of the solution reservoir of the additive solution holder 6. In this state, the growth jig is set in a reaction tube (not shown) and replaced with hydrogen gas. After the replacement is completed, the temperature inside the reaction tube is 950 ° C.
And wait until the solute is dissolved in Ga.

第3図(b)に示すように、溶質が溶けたら成長溶液
ホルダ7を押し、成長溶液10をGaAs基板11に接触させ、
接触後冷却速度0.2℃/minで徐冷を開始する。
As shown in FIG. 3 (b), when the solute is dissolved, the growth solution holder 7 is pushed to bring the growth solution 10 into contact with the GaAs substrate 11,
After contact, slow cooling is started at a cooling rate of 0.2 ° C / min.

第3図(c)に示すように、pn反転温度まで来たら、
添加溶液ホルダ6を引き、成長溶液10と添加溶液9とを
接触させる。約40分間その状態を保持する。
As shown in FIG. 3 (c), when the temperature reaches the pn inversion temperature,
The addition solution holder 6 is pulled to bring the growth solution 10 and the addition solution 9 into contact. Hold that state for about 40 minutes.

第3図(d)に示すように、成長溶液10と添加溶液9
との接触後、添加溶液ホルダ6を押して元の位置に復帰
させ、成長溶液10と添加溶液9とを分離する。そのまま
状態で徐冷を続けpn界面を有する2層構造のエピタキシ
ャルウェハを得る。
As shown in FIG. 3 (d), the growth solution 10 and the addition solution 9
After contact, the additive solution holder 6 is pushed back to return to the original position, and the growth solution 10 and the additive solution 9 are separated. Slow cooling is continued as it is to obtain a two-layer epitaxial wafer having a pn interface.

得られたエピタキシャルウェハを取り出したら、GaAs
基板11を研磨して取り除き、更にp層とn層がそれぞれ
100μmになるように研磨する。研磨後、エピタキシャ
ルウェハの混晶比プロファイルを測定してみたところ、
第1図に示すようなプロファイルを示していた。もっと
も、第3図(c)の工程において添加溶液9と接触した
成長溶液10が均一になるのに時間がかかるため、pn界面
での混晶比プロファイルの立ち上がり方は場所により異
なっていた。
After taking out the obtained epitaxial wafer, GaAs
The substrate 11 is polished and removed.
Polish to 100 μm. After polishing, the mixed crystal ratio profile of the epitaxial wafer was measured.
A profile as shown in FIG. 1 was shown. However, since it takes time for the growth solution 10 in contact with the additive solution 9 in the step of FIG. 3 (c) to be uniform, the manner of rising of the mixed crystal ratio profile at the pn interface differs depending on the location.

このエピタキシャルウェハに電極を取り付け、ベアチ
ップの状態で発光出力を測定してみたところ、順方向電
流50mAで6.5mW以上の値を得ることができた。この発光
出力は従来のSiドープGaAlAs−LEDに比べ約1.9倍の値で
あった。なお、発光波長は880nmであった。
An electrode was attached to this epitaxial wafer, and the emission output was measured in a bare chip state. As a result, a value of 6.5 mW or more was obtained at a forward current of 50 mA. This emission output was about 1.9 times the value of the conventional Si-doped GaAlAs-LED. The emission wavelength was 880 nm.

以上述べたように本実施例によれば、pn界面近傍が最
もAlAsの混晶比が低く、しかもpn界面近傍で急峻なヘテ
ロ接合を有しないので、pn界面で発生した光がp層に入
っても吸収されることはなく、従って、p層側へ向った
光も裏面で反射されn層表面から外部に有効に取り出す
ことができる。
As described above, according to the present embodiment, the mixed crystal ratio of AlAs is the lowest near the pn interface, and since there is no sharp heterojunction near the pn interface, light generated at the pn interface enters the p layer. However, the light is not absorbed, and therefore, the light directed to the p-layer side is reflected on the back surface and can be effectively extracted to the outside from the n-layer surface.

また、本実施例のAlAs混晶比プロファイルは、pn界面
で急峻に変化していないため、ヘテロ界面特有の格子不
整合による欠陥が無く、このため高い発光出力が得られ
る。さらに、発光部となるpn界面のAlAs混晶比が最も低
く、格子定数が小さいため、活性層部に引張り応力が働
き、その結果寿命も長い。
In addition, since the AlAs mixed crystal ratio profile of the present embodiment does not change sharply at the pn interface, there is no defect due to the lattice mismatch peculiar to the hetero interface, and thus a high emission output can be obtained. Furthermore, since the AlAs mixed crystal ratio at the pn interface serving as the light emitting portion is the lowest and the lattice constant is small, a tensile stress acts on the active layer portion, resulting in a long life.

一方、本実施例の製造方法によれば、既存のスライド
式液相エピタキシャル装置をそままま用いて、第1層の
成長開始する前に、この第1層の成長溶液と第2層成長
のための添加溶液とを接触させ、成長溶液が均一になる
まで待った後、第1層と第2層を連続して成長させるこ
とによって、望むAlAs混晶比プロファイルを持つエピタ
キシャルウェハを得るようにしたので、従来の操作手順
を変更するだけ実現することができ、製造も容易であ
る。
On the other hand, according to the manufacturing method of the present embodiment, before the growth of the first layer is started, the growth solution of the first layer and the second layer are grown using the existing slide type liquid phase epitaxial apparatus. After contacting the growth solution with the additive solution of Example 1 and waiting for the growth solution to become uniform, the first layer and the second layer are continuously grown to obtain an epitaxial wafer having a desired AlAs mixed crystal ratio profile. It can be realized only by changing the conventional operation procedure, and the manufacturing is easy.

特に、製造コストにおいては第1層成長用溶液に添加
する第2層成長用添加液は少量で良く、実際的には第1
層成長用溶液分の原料費がほとんどである。このためエ
ピタキシャルウェハを成長させるための原料費が、第2
層成長溶液を別個に必要とする従来の製造方法と比べて
少なくて済む。
In particular, in terms of manufacturing cost, a small amount of the second layer growth addition liquid to be added to the first layer growth solution is sufficient.
Most of the raw material cost for the layer growth solution. For this reason, the raw material cost for growing the epitaxial wafer is
It requires less than conventional manufacturing methods that require a separate layer growth solution.

なお、上記実施例ではp型ドーパントにZnを用いた
が、C,Ge,Mgを用いてもかまわない。
In the above embodiment, Zn was used as the p-type dopant, but C, Ge, or Mg may be used.

さらに、上記実施例では880nmの赤外光用LEDを得てい
るが、AlAs混晶比を変えることにより600nmから940nmま
での発光波長制御が可能であり、赤色の可視LEDを製作
することも可能である。従って、リモコン用の赤外光高
出力LEDに限定されず、広く表示用または通信用等に幅
広く利用できる。
Further, in the above example, an LED for infrared light of 880 nm is obtained, but the emission wavelength can be controlled from 600 nm to 940 nm by changing the AlAs mixed crystal ratio, and a red visible LED can be manufactured. It is. Therefore, the present invention is not limited to infrared high-output LEDs for remote control, but can be widely used for display or communication.

[発明の効果] 以上述べたように本発明によれば、次のような効果を
発揮する。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, the following effects are exhibited.

(1)請求項1に記載の発光ダイオードによれば、pn界
面から発してp層,n層のいずれの層に向った光も、共に
吸収されることなく、外部に取り出すことができるの
で、従来に比して高い発光出力が得られる。
(1) According to the light emitting diode of the first aspect, the light emitted from the pn interface and directed to either the p layer or the n layer can be extracted outside without being absorbed together. Higher luminous output can be obtained as compared with the related art.

(2)請求項2に記載の発光ダイオードによれば、混晶
比プロファイルがpn界面で急峻に変化していないため、
ヘテロ界面特有の格子不整合による欠陥が無く、より高
い発光出力が得られる。
(2) According to the light emitting diode of the second aspect, since the mixed crystal ratio profile does not change sharply at the pn interface,
There is no defect due to lattice mismatch peculiar to the hetero interface, and higher emission output can be obtained.

(3)請求項3に記載の発光ダイオードの製造方法によ
れば、操作手順を変更するだけで、既存の成長治具はそ
のまま使え、しかも添加溶液ではなく、第2層成長溶液
を別個に必要とする従来のものに比して、第1層成長溶
液に添加する第2層成長用添加液は少量で良いため、安
価かつ容易に製造できる。
(3) According to the method for manufacturing a light emitting diode according to the third aspect, the existing growth jig can be used as it is by simply changing the operation procedure, and the second layer growth solution is separately required instead of the additional solution. Compared with the conventional method, the amount of the second layer growth additive solution to be added to the first layer growth solution may be small, so that it can be manufactured inexpensively and easily.

(4)請求項4に記載の発光ダイオードによれば、任意
のドーパントが使用できるので、より安価に製造するこ
とができる。
(4) According to the light emitting diode of the fourth aspect, since any dopant can be used, it can be manufactured at lower cost.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本実施例によるGaAlAs−LEDのAlAs混晶比プロ
ファイルを示す説明図、第2図は本発明の実施例による
GaAlAs−LED構造の断面図、第3図は本実施例によるス
ライド式液相エピタキシャルウェハの製造プロセスを示
す説明図であり、(a)は原料セット時の説明図、
(b)は第1層成長中の説明図、(c)は添加溶液追加
中の説明図、(d)は第2層成長中の説明図である。 1はn側電極、2はn型GaAlAs層、3はp型GaAlAs層、
4はp側電極、5はpn界面、6は添加溶液ホルダ、7は
成長溶液ホルダ、8は基板ホルダ、9は添加溶液、10は
成長溶液、11はn型GaAs基板、12は蓋である。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing an AlAs mixed crystal ratio profile of a GaAlAs-LED according to the present embodiment, and FIG. 2 is a diagram according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view of a GaAlAs-LED structure, FIG. 3 is an explanatory view showing a manufacturing process of a slide type liquid phase epitaxial wafer according to the present embodiment, (a) is an explanatory view at the time of material setting,
(B) is an explanatory diagram during the growth of the first layer, (c) is an explanatory diagram during the addition of the additive solution, and (d) is an explanatory diagram during the growth of the second layer. 1 is an n-side electrode, 2 is an n-type GaAlAs layer, 3 is a p-type GaAlAs layer,
4 is a p-side electrode, 5 is a pn interface, 6 is an additive solution holder, 7 is a growth solution holder, 8 is a substrate holder, 9 is an additive solution, 10 is a growth solution, 11 is an n-type GaAs substrate, and 12 is a lid. .

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】添加したSiが結晶の厚さ方向にn型からp
型のドーパントにpn反転してn型層及びp型層が形成さ
れているGaAlAs層と、該GaAlAs層の両面にそれぞれ形成
された電極とを有するGaAlAs発光ダイオードにおいて、 上記GaAlAs層のp型層に上記Siと共にSi以外のp型ドー
パントが添加され、かつ上記GaAlAs層のAlAs混晶比が上
記pn界面近傍で最も低いことを特徴とするGaAlAs発光ダ
イオード。
(1) The added Si is changed from n-type to p-type in the thickness direction of the crystal.
A GaAlAs light-emitting diode having a GaAlAs layer in which an n-type layer and a p-type layer are formed by pn inversion to a dopant of a type, and electrodes formed on both surfaces of the GaAlAs layer, respectively. A GaAlAs light emitting diode, wherein a p-type dopant other than Si is added together with the Si, and the AlAs mixed crystal ratio of the GaAlAs layer is lowest near the pn interface.
【請求項2】上記GaAlAs層のpn界面近傍で急峻なヘテロ
接合を有しないことを特徴とする請求項1に記載のGaAl
As発光ダイオード。
2. The GaAl as claimed in claim 1, wherein the GaAlAs layer has no steep heterojunction near the pn interface.
As light emitting diode.
【請求項3】Siを添加したGaAlAs成長溶液を基板表面に
接触させて徐冷し、該徐冷中に上記Siをn型からp型の
ドーパントにpn反転させてn型層及びp型層を有するGa
AlAs層を成長した後、上記基板を除去し、その後上記Ga
AlAs層の両面にそれぞれ電極を形成するGaAlAs発光ダイ
オードの製造方法において、 GaAs、Al及びSi以外のp型ドーパントを溶解した添加溶
液を予め準備しておき、n型GaAlAs層が成長した後のpn
反転温度で上記成長溶液に上記添加溶液を一定時間接触
させ、その後、上記成長溶液から添加溶液を分離して上
記成長溶液を徐冷することによりp型GaAlAs層を成長さ
せることを特徴とするGaAlAs発光ダイオードの製造方
法。
3. A GaAlAs growth solution to which Si is added is brought into contact with the surface of the substrate to be cooled slowly, and the Si is pn inverted from an n-type to a p-type dopant during the slow cooling to have an n-type layer and a p-type layer. Ga
After growing the AlAs layer, the substrate is removed, and then the Ga
In a method for manufacturing a GaAlAs light emitting diode in which electrodes are formed on both surfaces of an AlAs layer, an additional solution in which a p-type dopant other than GaAs, Al and Si is dissolved is prepared in advance, and the pn after the n-type GaAlAs layer is grown is prepared.
Contacting the growth solution with the growth solution at an inversion temperature for a certain period of time; thereafter, growing the p-type GaAlAs layer by separating the growth solution from the growth solution and gradually cooling the growth solution. A method for manufacturing a light emitting diode.
【請求項4】Si以外のp型ドーパントとしてC、Zn、Ge
又はMgの1種又は、数種を用いることを特徴とする請求
項3に記載のGaAlAs発光ダイオードの製造方法。
4. C, Zn, Ge as p-type dopants other than Si
4. The method for manufacturing a GaAlAs light emitting diode according to claim 3, wherein one or several kinds of Mg are used.
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