JP2680762B2 - Semiconductor light emitting device - Google Patents

Semiconductor light emitting device

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JP2680762B2 JP34347391A JP34347391A JP2680762B2 JP 2680762 B2 JP2680762 B2 JP 2680762B2 JP 34347391 A JP34347391 A JP 34347391A JP 34347391 A JP34347391 A JP 34347391A JP 2680762 B2 JP2680762 B2 JP 2680762B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、可視光発光ダイオー
ド、半導体レーザ等の半導体発光素子に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor light emitting device such as a visible light emitting diode and a semiconductor laser.

【0002】[0002]

【従来の技術】上述した可視光発光ダイオードとして、
従来、図4に示すものが知られている。この発光ダイオ
ードは、n−GaAs基板1の上に、n−In1-y(G
1-XAlXyPクラッド層2、p−In1-y(Ga1-X
AlXyP活性層3、p−In1-y(Ga1-XAlXy
クラッド層4及びp−Ga1-XAlXAs電流拡散層5が
この順に積層形成され、この積層体の下面全域にn型電
極6が、また上面の一部にp型電極7が形成されてい
る。
2. Description of the Related Art As the visible light emitting diode described above,
Conventionally, the one shown in FIG. 4 is known. This light emitting diode is formed by n-In 1-y (G
a 1-X Al X ) y P cladding layer 2, p-In 1-y (Ga 1-X
Al x ) y P active layer 3, p-In 1-y (Ga 1-x Al x ) y P
A clad layer 4 and a p-Ga 1-x Al x As current diffusion layer 5 are laminated in this order, an n-type electrode 6 is formed on the entire lower surface of this laminate, and a p-type electrode 7 is formed on a part of the upper surface. ing.

【0003】即ち、この発光ダイオードは、注入キャリ
アを有効に活性層3に閉じ込めるために、バンドギャッ
プの高いクラッド層2、4で活性層3の両側を挟んだダ
ブルヘテロ構造になっている。また、GaAs基板1に
格子整合するように、クラッド層2の混晶比x、yが調
整されている。
That is, this light emitting diode has a double hetero structure in which both sides of the active layer 3 are sandwiched between the cladding layers 2 and 4 having a high band gap in order to effectively confine injected carriers in the active layer 3. Further, the mixed crystal ratios x and y of the cladding layer 2 are adjusted so as to be lattice-matched with the GaAs substrate 1.

【0004】かかる構造の発光ダイオードにおいて、活
性層3のAl混晶比xを例えば0.3としたとき、発光
波長は590nm(バンドギャップEg=2.1eV)
になる。また、クラッド層2、4のAl混晶比xを、例
えばキャリアのバリアを確保すべく0.7(Eg=2.
3eV)に設定した場合は、高効率、高輝度な発光ダイ
オード(LED)が得られる。
In the light emitting diode having such a structure, the emission wavelength is 590 nm (bandgap Eg = 2.1 eV) when the Al mixed crystal ratio x of the active layer 3 is, for example, 0.3.
become. Further, the Al mixed crystal ratio x of the cladding layers 2 and 4 is set to 0.7 (Eg = 2.
When set to 3 eV), a light emitting diode (LED) with high efficiency and high brightness can be obtained.

【0005】図2は、バンドギャップ(縦軸)と格子定
数(横軸)の関係を示す図である。図中でA,B,C点
はそれぞれAlP,GaP,InPにおける格子定数と
バンドギャップを示す。A−Cを結ぶ折れ線は三元系混
晶半導体であるIn1-XAlXPの混晶比xを変えたとき
のバンドギャップと格子定数の関係を示す線であり、B
−Cを結ぶ折れ線は三元系混晶半導体であるGayIn
1-yPの混晶比yを変えたときのバンドギャップと格子
定数の関係を示す線である。線A−B−Cで囲まれた部
分は、四元系混晶半導体であるIn1-y(Ga1-X
XyのAl混晶比、Ga混晶比を変えたときのバンド
ギャップと格子定数の関係を示す。図中において、破線
で囲まれた部分は四元系混晶半導体が間接遷移領域であ
ることを示し、実線で囲まれた斜線部は四元系混晶半導
体が直接遷移領域であることを示している。
FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the band gap (vertical axis) and the lattice constant (horizontal axis). In the figure, points A, B and C indicate the lattice constant and the band gap in AlP, GaP and InP, respectively. The polygonal line connecting AC is a line showing the relationship between the band gap and the lattice constant when the mixed crystal ratio x of In 1 -X Al X P, which is a ternary mixed crystal semiconductor, is changed, and
Polygonal line connecting -C are ternary mixed crystal semiconductor Ga y an In
It is a line showing the relation between the band gap and the lattice constant when the mixed crystal ratio y of 1- yP is changed. The part encircled by a line A-B-C, a four-component mixed crystal semiconductor In 1-y (Ga 1- X A
The relationship between the band gap and the lattice constant when the Al mixed crystal ratio and the Ga mixed crystal ratio of l x ) y are changed is shown. In the figure, the part surrounded by a broken line indicates that the quaternary mixed crystal semiconductor is an indirect transition region, and the shaded part surrounded by a solid line indicates that the quaternary mixed crystal semiconductor is a direct transition region. ing.

【0006】上述した図4に示す従来の発光ダイオード
における各層のバンドギャップと格子定数を図2を用い
て説明すると、次のようになる。D点のGaAs基板上
1に設けるクラッド層2としては、バンドギャップが
2.3eV、格子定数がGaAs基板1のD点と同じで
あるF点上のIn1-y(Ga1-XAlXyP(x=0.1
5,y=0.51)が一般的に選ばれる。また、活性層
3としては、格子定数がF点と同じで、バンドギャップ
がF点より0.2eV低いE点上のIn1-y(Ga1-X
XyP(X=0.07,y=0.51)が一般的に選
ばれる。この活性層3のバンドギャップと格子定数は、
高輝度および高効率化を達成すべく、直接遷移領域内に
入り得る値を考慮している。
The band gap and lattice constant of each layer in the conventional light emitting diode shown in FIG. 4 will be described below with reference to FIG. The clad layer 2 provided on the GaAs substrate 1 at the point D has a bandgap of 2.3 eV and an In 1-y (Ga 1-X Al X on the F point having the same lattice constant as the D point of the GaAs substrate 1). ) Y P (x = 0.1
5, y = 0.51) is generally selected. In addition, the active layer 3 has the same lattice constant as that of the F point and a band gap of In 1-y (Ga 1 -X A on the E point lower by 0.2 eV than the F point).
l X ) y P (X = 0.07, y = 0.51) is generally selected. The band gap and lattice constant of this active layer 3 are
In order to achieve high brightness and high efficiency, the values that can directly enter the transition region are taken into consideration.

【0007】かかる構成の従来の発光ダイオードにおい
ては、活性層3が直接遷移型の半導体となっているので
発光効率および内部量子効率を高くできる。しかし、G
aAs基板1の吸収端が1.42eV(波長が0.87
μm)と低いため、活性層3で発光した光のうち基板側
に放射された光がGaAs基板1で吸収されてしまい、
外部量子効率が半分程度は落ちるという問題があった。
In the conventional light emitting diode having such a structure, since the active layer 3 is a direct transition type semiconductor, the light emitting efficiency and the internal quantum efficiency can be increased. But G
The absorption edge of the aAs substrate 1 is 1.42 eV (wavelength is 0.87
μm), the light emitted to the substrate side out of the light emitted from the active layer 3 is absorbed by the GaAs substrate 1,
There is a problem that the external quantum efficiency drops by about half.

【0008】また、従来の発光ダイオードとして図5に
示すものが知られている。この発光ダイオードは、前記
積層体の部分がGaP(吸収端が2.26eV:波長が
0.55μm)結晶からなるn−GaP基板8の上に、
格子整合するようにIn1-yGayPの混晶比yを段階的
に変えた格子緩和層9を成長させた後、格子定数を各々
固定したn−InGaP層10とp−InGaP層11
をこの順に形成して構成され、これによりpn接合の発
光層を有する。従って、この構成の発光ダイオードにあ
っては、InGaPのpn接合を有すると共に、発光波
長が565nm〜650nmにおいてはn−GaP基板
8が透明であるため、外部量子効率を上げることができ
る。
As a conventional light emitting diode, the one shown in FIG. 5 is known. In this light emitting diode, the laminated body portion is formed on a n-GaP substrate 8 made of a GaP (absorption edge is 2.26 eV; wavelength is 0.55 μm) crystal.
After growing the lattice relaxation layer 9 in which the mixed crystal ratio y of In 1-y Ga y P is changed stepwise so as to be lattice-matched, the n-InGaP layer 10 and the p-InGaP layer 11 each having a fixed lattice constant are grown.
Are formed in this order to have a light emitting layer of a pn junction. Therefore, in the light-emitting diode having this structure, the InGaP pn junction is provided, and the n-GaP substrate 8 is transparent at an emission wavelength of 565 nm to 650 nm, so that the external quantum efficiency can be increased.

【0009】しかしながら、より高い外部量子効率を得
ようとして、GaP基板8の上に上述のInGaP系で
ダブルヘテロ構造を作る場合、Inの混晶比を上げる
と、図2から理解されるように、該当する点の位置がB
−C線上をB→Cの方向に移動してバンドギャップが下
がり、格子定数も大きくなってしまうため、良好な結晶
性を持つpn接合が得られない。また、550〜570
nm(2.25〜2.18eV)の短波長帯で発光する
活性層に対して、キャリアを十分にバリアするクラッド
層を形成する手段がないという欠点があった。
However, in order to obtain a higher external quantum efficiency, when forming the above-mentioned InGaP-based double heterostructure on the GaP substrate 8, if the In mixed crystal ratio is increased, as understood from FIG. , The position of the corresponding point is B
Since the band gap is lowered by moving in the direction of B → C on the −C line and the lattice constant is increased, a pn junction having good crystallinity cannot be obtained. Also, 550 to 570
The active layer that emits light in the short wavelength band of nm (2.25 to 2.18 eV) has a drawback in that there is no means for forming a clad layer that sufficiently blocks carriers.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】上述したように従来の
可視光発光ダイオードでは、GaAs基板を使えば活性
層で発光した光が基板で吸収され、外部量子効率が悪く
なるという問題があり、また波長0.55μm以上で透
明であるGaP基板の上に、In1-yGayPの格子緩和
層を成長させた後に、InGaPのpn接合を形成した
発光ダイオードでは、基板の吸収端が2.26eVと比
較的高いため基板の光吸収が殆ど無いものの、ホモpn
接合であるため注入キャリア密度が上がらず、また発光
した光の吸収損失が大きくなり、内部量子効率が上がら
ないという問題があった。
As described above, in the conventional visible light emitting diode, if the GaAs substrate is used, the light emitted from the active layer is absorbed by the substrate, and the external quantum efficiency is deteriorated. In a light emitting diode in which an In 1-y Ga y P lattice relaxation layer is grown on a GaP substrate that is transparent at a wavelength of 0.55 μm or more, and a pn junction of InGaP is formed, the absorption edge of the substrate is 2. Since it is relatively high at 26 eV, there is almost no light absorption by the substrate, but homo pn
Since it is a junction, there is a problem that the injected carrier density does not increase, the absorption loss of emitted light increases, and the internal quantum efficiency does not increase.

【0011】本発明は、上記のような課題を解決するた
めになされたもので、発光した光が基板で吸収されず、
しかもヘテロ接合によりキャリア密度を上げて光の吸収
損失を小さくでき、これにより高輝度の短波長を有する
光を発生できる半導体発光素子を提供することを目的と
する。
The present invention has been made to solve the above problems, and the emitted light is not absorbed by the substrate,
Moreover, it is an object of the present invention to provide a semiconductor light emitting device capable of increasing carrier density by a heterojunction to reduce absorption loss of light and thereby generating light of high brightness and short wavelength.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明の半導体発光素子
は、GaP基板と、該GaP基板上に段階的にIn1- x
AlxPの混晶比xを変えて形成された格子緩和層と、
該格子緩和層の上に形成された複数層からなり、該複数
層がその最下層を格子緩和層最上部と格子整合する状態
となし、かつIn1-XAlXP層及びIn1-y(Ga1ーX
XyP層を含むので、そのことにより上記目的を達成
することが出来る。
A semiconductor light emitting device of the present invention comprises a GaP substrate and In 1- x in steps on the GaP substrate.
A lattice relaxation layer formed by changing the mixed crystal ratio x of Al x P;
A plurality of layers formed on the lattice relaxation layer, the plurality of layers being in a state in which the lowermost layer is lattice-matched with the uppermost portion of the lattice relaxation layer, and the In 1-X Al X P layer and the In 1-y (Ga 1-X A
Since it contains the l x ) y P layer, the above-mentioned object can be achieved thereby.

【0013】前記複数層は、前記格子緩和層の最上部と
格子整合するIn1-XAlXP層、該In1-xAlxP層よ
りバンドギャップが小さいIn1-y(Ga1-XAlXy
層及びIn1-XAlXP層からなるダブルヘテロ構造を持
つようにすることもできる。
[0013] The plurality of layers, the In 1-X Al X P layer to the top and lattice matching of the lattice relaxation layer, the In 1-x Al x bandgap than P layer less In 1-y (Ga 1- X Al X ) y P
It is also possible to have a double heterostructure consisting of a layer and an In 1-x Al x P layer.

【0014】[0014]

【作用】本発明にあっては、GaP基板を使用するので
光の吸収を抑制できる。またGaP基板上にIn1-X
XP層を格子緩和層として利用しているので、図2に
示すように、直接遷移領域であるIn1-y(Ga1-XAl
XyP(図2における斜線部領域)で活性層を形成でき
ると共に、高効率かつ高輝度の発光が可能なダブルヘテ
ロ構造或はシングルヘテロ構造を形成できる。
In the present invention, since the GaP substrate is used, light absorption can be suppressed. In 1-X A on the GaP substrate
Since the l x P layer is used as the lattice relaxation layer, as shown in FIG. 2, In 1 -y (Ga 1 -x Al) which is a direct transition region is formed.
It is possible to form an active layer in ( X ) y P (hatched area in FIG. 2) and to form a double hetero structure or a single hetero structure capable of emitting light with high efficiency and high brightness.

【0015】[0015]

【実施例】図1は本発明を適用した発光ダイオードを示
す断面である。この発光ダイオードは、n−GaP基板
8の上に、n−In1-yAlyPからなる格子緩和層1
2、n−In1-yAlyPからなる下部クラッド層13、
p−In1-y(Ga1-XAlXyPからなる活性層14及
びp−In1-yAlyPからなる上部クラッド層15がこ
の順に積層形成され、この積層体の下面全域にn型電極
6が、また上面の一部にp型電極7が形成されている。
1 is a cross-sectional view showing a light emitting diode to which the present invention is applied. The light-emitting diode, on the n-GaP substrate 8, lattice relaxation layer 1 made of n-In 1-y Al y P
2, n-In 1-y Al y lower clad layer 13 made of P,
An active layer 14 made of p-In 1-y (Ga 1-x Al x ) y P and an upper clad layer 15 made of p-In 1-y Al y P are formed in this order, and the entire lower surface of this laminated body is formed. An n-type electrode 6 is formed on the upper part of the upper surface, and a p-type electrode 7 is formed on part of the upper surface.

【0016】次に、かかる発光ダイオードの製造方法を
説明する。成長方法としてはMOCVD(Metal Organ
ic Vapor Deposition)法を使用した。
Next, a method of manufacturing such a light emitting diode will be described. The growth method is MOCVD (Metal Organ).
ic Vapor Deposition) method was used.

【0017】まず、図1のようにn−GaP基板8上
に、n−In1-yAlyP格子緩和層12を成長させる。
このとき、基板8としては、面方位が(100)面とな
った基板か、又はドーピングの容易な0〜10°off
基板(<011>方向)を用いるのが好ましい。また、
Alの混晶比yとしては、例えば成長開始直後に1.0
になるようにすると共に、格子緩和層12の成長が進む
に伴って徐々に減らしていく。その減らし方は、図3
(a)のようにInPに対するAlPの比率を連続的に
減少させるか、或は図3(b)のように段階的に不連続
に減少させていく手段を用いる。格子緩和層12の厚み
は、例えば1〜20μmとする。また、格子緩和層12
の最上部のAl混晶比yは、例えば0.78〜0.75
を選ぶ。
[0017] First, on n-GaP substrate 8 as shown in FIG. 1, to grow the n-In 1-y Al y P lattice relaxation layer 12.
At this time, the substrate 8 is a substrate having a plane orientation of (100), or 0 to 10 ° off in which doping is easy.
It is preferable to use a substrate (<011> direction). Also,
The mixed crystal ratio y of Al is 1.0, for example, immediately after the start of growth.
And gradually decrease as the growth of the lattice relaxation layer 12 progresses. How to reduce it is shown in Figure 3.
As shown in FIG. 3A, the ratio of AlP to InP is continuously decreased, or as shown in FIG. 3B, the ratio is decreased discontinuously. The thickness of the lattice relaxation layer 12 is, eg, 1-20 μm. In addition, the lattice relaxation layer 12
The uppermost Al mixed crystal ratio y is, for example, 0.78 to 0.75.
Choose

【0018】次に、同じAl混晶比y=0.78〜0.
75でn−In1-yAlyPの下部クラッド層13を2〜
5μm成長させる。この下部クラッド層13の格子定数
は5.55オングストロームであり、GaP基板8の格
子定数である5.45オングストロームに対して格子定
数差が0.1オングストローム生じているが、その格子
定数差は格子緩和層12で緩和される。
Next, the same Al mixed crystal ratio y = 0.78-0.
75 2 The n-In 1-y Al y lower clad layer 13 of P in
Grow 5 μm. The lower clad layer 13 has a lattice constant of 5.55 angstroms, and the lattice constant difference is 0.1 angstrom with respect to the lattice constant 5.45 angstroms of the GaP substrate 8. It is relaxed by the relaxation layer 12.

【0019】その後、下部クラッド層13の上に、p−
In1-y(Ga1-XAlXyP(x=0.02,y=0.
70)からなる活性層14を成長させる。
Then, on the lower clad layer 13, p-
In 1-y (Ga 1-x Al x ) y P (x = 0.02, y = 0.
The active layer 14 of 70) is grown.

【0020】次に、活性層14の上に、下部クラッド層
13と同じ混晶比y=0.78〜0.75のp−In
1-yAlyPからなる上部クラッド層15を5〜15μm
成長させる。このとき、Al混晶比yが高いInAlP
層に対するp型の高濃度ドープは非常に難しいため、p
側電極7からの注入電流が拡散し易くなるように、なる
べく厚く成長させる。例えば、p−In1-yAlyP(y
=0.75)からなるクラッド層のドーパント濃度が5
×1017cm-3のときは、活性層14に十分ホールを拡
散させるべく膜厚を15〜20μmにする。
Next, on the active layer 14, p-In having the same mixed crystal ratio y = 0.78 to 0.75 as that of the lower cladding layer 13 is formed.
5~15μm upper clad layer 15 made of 1-y Al y P
Let it grow. At this time, InAlP having a high Al mixed crystal ratio y
P-type heavy doping of the layer is very difficult, so p
The growth is made as thick as possible so that the injection current from the side electrode 7 is easily diffused. For example, p-In 1-y Al y P (y
= 0.75), the dopant concentration of the cladding layer is 5
When the density is × 10 17 cm -3, the film thickness is set to 15 to 20 μm in order to sufficiently diffuse holes in the active layer 14.

【0021】したがって、このように構成された本発明
の発光ダイオードにあっては、GaP基板8上にIn
1-XAlXP層を格子緩和層12として利用することによ
って、図2における斜線部の直接遷移領域であるIn
1-y(Ga1-XAlXyPで活性層14を形成できる。即
ち、格子緩和層12においては、図2に示すようにA点
からA−Cに沿ってC方向へ、下部・上部クラッド層1
3、15のG点まで移動する。そして、活性層14は同
じ格子定数で、G点よりバンドキャップが低いH点上に
あり、このH点が斜線部の直接遷移領域内に存在する。
また、高効率かつ高輝度の発光が可能なダブルヘテロ構
造を形成できるので、キャリア密度を上げて光の吸収損
失を小さくすることが可能となり、これにより高輝度の
短波長を有する光を発生できる。
Therefore, in the light emitting diode of the present invention having such a configuration, In is formed on the GaP substrate 8.
By using the 1-X Al X P layer as the lattice relaxation layer 12, In, which is the direct transition region of the hatched portion in FIG.
The active layer 14 can be formed of 1-y (Ga 1-x Al x ) y P. That is, in the lattice relaxation layer 12, as shown in FIG. 2, the lower / upper clad layer 1 extends from the point A along the line A-C in the direction C.
Move to point G at points 3 and 15. The active layer 14 has the same lattice constant and is located on the H point where the band cap is lower than the G point, and the H point exists in the direct transition region of the hatched portion.
Further, since a double hetero structure capable of emitting light with high efficiency and high brightness can be formed, it is possible to increase the carrier density and reduce the absorption loss of light, thereby generating light with high brightness and a short wavelength. .

【0022】なお、本発明は、n−GaP基板8のかわ
りに、p−GaP基板を用い、図1の実施例の各層のド
ーピングを逆にしても、同様の効果が得られることはい
うまでもない。この場合、上部クラッド層15はn−I
nAlP層になり、高濃度ドープしやすくできる。ま
た、電子の拡散長はホールの拡散長より長いので、上部
クラッド層15の厚みは薄くても良い。例えば、ドーパ
ント濃度が1×1018cm-3のときは、上部クラッド層
15の厚みは5〜6μmでも支障がない。
In the present invention, a similar effect can be obtained even if the p-GaP substrate is used instead of the n-GaP substrate 8 and the doping of each layer in the embodiment of FIG. 1 is reversed. Nor. In this case, the upper clad layer 15 is nI
It becomes an nAlP layer and can be easily doped at a high concentration. Moreover, since the diffusion length of electrons is longer than the diffusion length of holes, the thickness of the upper cladding layer 15 may be thin. For example, when the dopant concentration is 1 × 10 18 cm −3 , there is no problem even if the thickness of the upper cladding layer 15 is 5 to 6 μm.

【0023】上記実施例ではダブルヘテロ構造の発光ダ
イオードに本発明を適用しているが、本発明はこれに限
らず、シングルヘテロ構造の発光ダイオード等にも適用
することが可能である。その場合には、GaP基板上
に、段階的に混晶比を変えた格子緩和層を形成し、該格
子緩和層の上に格子緩和層最上部と格子整合する状態で
三元系混合半導体であるIn1-XAlXP結晶層を形成
し、その上に四元系混晶半導体であるIn1-y(Ga1ーX
AlXyP結晶層を形成するとよい。この構成の場合に
は、基板に発光波長を短波長化できるGaP基板を使用
しているため、図5に示す従来例よりも高輝度発光が可
能となる利点がある。
Although the present invention is applied to the light emitting diode having the double hetero structure in the above-mentioned embodiments, the present invention is not limited to this, and can be applied to the light emitting diode having the single hetero structure. In that case, a lattice relaxation layer in which the mixed crystal ratio is gradually changed is formed on the GaP substrate, and the ternary mixed semiconductor is formed on the lattice relaxation layer in a lattice match with the uppermost portion of the lattice relaxation layer. A certain In 1-X Al X P crystal layer is formed, and In 1-y (Ga 1 -X), which is a quaternary mixed crystal semiconductor, is formed thereon.
An Al x ) yP crystal layer may be formed. In the case of this configuration, since a GaP substrate that can shorten the emission wavelength is used as the substrate, there is an advantage that higher-luminance light emission can be performed as compared with the conventional example shown in FIG.

【0024】なお、本実施例ではエピタキシル成長方法
としてMOCVD法を使用したが、それ以外に分子線エ
ピタキシャル(MBE)法、ALE(原子層エピタキシ
ー)法又はCBE(化学線エピタキシー)法を使用する
こともできる。
Although MOCVD is used as the epitaxial growth method in this embodiment, other methods such as molecular beam epitaxy (MBE), ALE (atomic layer epitaxy) or CBE (actinic ray epitaxy) may be used. You can also

【0025】本発明によって製作した発光ダイオードに
関し、発光波長が560nm、外部量子効率が6%以上
となるようにした場合において、5mmφ径に樹脂モー
ルドしたとき、駆動電流が20mAでの輝度として10
カンデラという高輝度を達成できた。
Regarding the light-emitting diode manufactured according to the present invention, when the emission wavelength is 560 nm and the external quantum efficiency is 6% or more, when the resin is molded to a diameter of 5 mmφ, the driving current is 10 mA as the brightness at 20 mA.
We were able to achieve a high brightness of candela.

【0026】なお、以上の説明においては発光ダイオー
ドに適用しているが、本発明は半導体レーザ等にも同様
にして適用できることはもちろんである。
Although the above description applies to a light emitting diode, it goes without saying that the present invention can be similarly applied to a semiconductor laser or the like.

【0027】[0027]

【発明の効果】本発明による場合は、GaP基板を使用
するので光の吸収を抑制できる。またGaP基板上にI
1-XAlXP層を格子緩和層として利用しているので、
直接遷移領域であるIn1-y(Ga1-XAlXyPで活性
層を形成できると共に、高効率かつ高輝度の発光が可能
なダブルヘテロ構造或はシングルヘテロ構造を形成でき
る。これにより高輝度の短波長を有する半導体発光素子
を提供することが可能となる。
According to the present invention, since the GaP substrate is used, the absorption of light can be suppressed. In addition, I on the GaP substrate
Since the n 1-X Al X P layer is used as the lattice relaxation layer,
It is possible to form an active layer of In 1-y (Ga 1-x Al x ) y P which is a direct transition region, and to form a double hetero structure or a single hetero structure capable of emitting light with high efficiency and high brightness. This makes it possible to provide a semiconductor light emitting device having a high brightness and a short wavelength.

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

【図1】本発明の1実施例である発光ダイオードを示す
断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing a light emitting diode which is an embodiment of the present invention.

【図2】バンドキャップ、格子定数及び発光波長を示す
図である。
FIG. 2 is a diagram showing a band cap, a lattice constant, and an emission wavelength.

【図3】格子緩和層の形成方法を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a method for forming a lattice relaxation layer.

【図4】従来の発光ダイオードを示す断面図である。FIG. 4 is a sectional view showing a conventional light emitting diode.

【図5】従来の他の発光ダイオードを示す断面図であ
る。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing another conventional light emitting diode.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

6 下部電極 7 上部電極 8 n−GaP基板 12 格子緩和層 13 下部クラッド層 14 活性層 15 上部クラッド層 6 Lower Electrode 7 Upper Electrode 8 n-GaP Substrate 12 Lattice Relaxation Layer 13 Lower Clad Layer 14 Active Layer 15 Upper Clad Layer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松本 晃広 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (72)発明者 竹岡 忠士 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (72)発明者 近藤 正樹 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (72)発明者 山本 修 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (72)発明者 山本 三郎 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (56)参考文献 特開 平1−296677(JP,A) 特開 平1−243482(JP,A) 特開 昭49−5585(JP,A) 特開 昭61−102786(JP,A) 特開 平3−283675(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Akihiro Matsumoto 22-22 Nagaikecho, Abeno-ku, Osaka-shi, Osaka Within Sharp Corporation (72) Inventor Tadashi Takeoka 22-22 Nagaike-cho, Abeno-ku, Osaka, Osaka Sharp Corporation (72) Inventor Masaki Kondo 22-22 Nagaikecho, Abeno-ku, Osaka-shi, Osaka Prefecture Sharp Corporation (72) Inventor Osamu Yamamoto 22-22 Nagaike-cho, Abeno-ku, Osaka City, Osaka Prefecture (72) Inventor Saburo Yamamoto 22-22 Nagaike-cho, Abeno-ku, Osaka-shi, Osaka Prefecture (56) References JP-A-1-296677 (JP, A) JP-A-1-243482 (JP, A) JP-A-49-5585 (JP, A) JP 61-102786 (JP, A) JP 3-283675 (JP, A)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】GaP基板と、該GaP基板上に段階的に
In1-xAlxPの混晶比xを変えて形成された格子緩和
層と、該格子緩和層の上に形成された複数層からなり、
該複数層がその最下層を格子緩和層最上部と格子整合す
る状態となし、かつIn1-XAlXP層およびIn
1-y(Ga1ーXAlXyP層を含む半導体発光素子。
1. A GaP substrate, a lattice relaxation layer formed on the GaP substrate by gradually changing a mixed crystal ratio x of In 1-x Al x P, and a lattice relaxation layer formed on the lattice relaxation layer. Consists of multiple layers,
The plurality of layers are in a state in which the lowermost layer is lattice-matched with the uppermost portion of the lattice relaxation layer, and the In 1-X Al X P layer and the In layer are formed.
A semiconductor light emitting device including a 1-y (Ga 1 -X Al X ) y P layer.
【請求項2】前記複数層は、前記格子緩和層の最上部と
格子整合するIn1-XAlXP層、該In1-xAlxP層よ
りバンドギャップが小さいIn1-y(Ga1-XAlXy
層及びIn1-XAlXP層からなるダブルヘテロ構造を持
つ請求項1記載の半導体発光素子。
Wherein said plurality of layers, the In 1-X Al X P layer to the top and lattice matching of the lattice relaxation layer, the In 1-x Al x bandgap than P layer less In 1-y (Ga 1-X Al X ) y P
The semiconductor light emitting device according to claim 1, which has a double hetero structure including a layer and an In 1-x Al x P layer.
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