JP2681431B2 - Light emitting element - Google Patents

Light emitting element

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JP2681431B2 JP15588492A JP15588492A JP2681431B2 JP 2681431 B2 JP2681431 B2 JP 2681431B2 JP 15588492 A JP15588492 A JP 15588492A JP 15588492 A JP15588492 A JP 15588492A JP 2681431 B2 JP2681431 B2 JP 2681431B2
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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、発光素子に関し、特に
ダブルヘテロ構造を有する発光素子に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light emitting device, and more particularly to a light emitting device having a double hetero structure.

【0002】[0002]

【発明の背景技術】発光素子は、半導体のpn接合に順
方向電流を流すことにより、可視部又は近赤外部の発光
を生じる素子であり、パイロットランプ等の点光源とし
て使用されるほか、光通信における光源としても用いら
れ、その用途は益々拡がっている。
2. Description of the Related Art A light emitting element is an element that emits light in the visible or near infrared region when a forward current is applied to a pn junction of a semiconductor, and is used as a point light source such as a pilot lamp, It is also used as a light source in communications, and its applications are expanding.

【0003】発光素子は、活性層を1組のクラッド層で
挟んだ3層のダブルヘテロ構造を有するものが一般的で
あり、この3層ダブルヘテロ構造の両面に電極を形成し
て発光素子が得られる。前記3層構造の各層は半導体で
構成され、現在実用に供されているのは主としてIII-V
族化合物半導体である。この中でもGaAlAs半導体
は特に高輝度が得られるので、高輝度を目的とした発光
素子に用いられている。
A light emitting device generally has a three-layer double hetero structure in which an active layer is sandwiched by a pair of cladding layers, and electrodes are formed on both surfaces of this three-layer double hetero structure to form a light emitting device. can get. Each layer of the three-layer structure is composed of a semiconductor, and the ones currently in practical use are mainly III-V.
It is a group compound semiconductor. Among them, a GaAlAs semiconductor can provide particularly high luminance, and is therefore used for a light emitting element for high luminance.

【0004】上記のような発光素子は、例えばGaAs
基板上に3層ダブルヘテロ構造をエピタキシャル成長法
により成長させて製造される。この成長法としては、気
相成長及び液相成長のいずれの方法を用いてもよいが、
良好な結晶を有する成長層が得られる点で液相成長法が
多く採用されている。
[0004] The light emitting element as described above is, for example, GaAs.
It is manufactured by growing a three-layer double heterostructure on a substrate by an epitaxial growth method. As this growth method, either vapor phase growth or liquid phase growth may be used.
The liquid phase epitaxy method is often used in that a growth layer having good crystals can be obtained.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】発光素子の応用範囲の
広がりとともに、さらに高輝度の発光素子が望まれるに
至っている。しかし、上記のような従来の発光素子では
まだ十分な輝度が得られるものがなく、さらに輝度の向
上した発光素子の開発が望まれていた。
As the range of application of the light emitting element is expanded, a light emitting element with higher luminance has been desired. However, none of the conventional light emitting devices as described above can obtain sufficient brightness, and it has been desired to develop a light emitting device having further improved brightness.

【0006】従って本発明は、従来の発光素子よりもさ
らに高い輝度が得られる発光素子を提供することを目的
とする。
Therefore, it is an object of the present invention to provide a light emitting device which can obtain higher brightness than conventional light emitting devices.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、 (a)p型の混晶型化合物半導体から成る第1のクラッ
ド層 (b)所定波長の発光に必要な混晶比を有するp型の
晶型化合物半導体から成る活性層 (c)前記第1のクラッド層と同等の混晶比を有する
型の混晶型化合物半導体から成る第2のクラッド層の3層から成り、前記活性層が前記第1及び第2のクラ
ッド層の間に形成された3層構造である ダブルヘテロ構
造を含む発光素子において、前記第1のクラッド層のキ
ャリア濃度が活性層側に近付くに従い漸減して前記活性
層との接合部近傍で5×10 16 cm −3 以下の最小値
となり、前記第2のクラッド層のキャリア濃度が前記第
1のクラッド層と活性層との接合部近傍から離れるに従
い漸増する濃度プロファイルを有し、前記3層構造の両
面に電極を形成したものである。
According to the present invention, there is provided (a) a first cladding layer made of a p-type mixed crystal compound semiconductor (b) a p-type mixed crystal having a mixed crystal ratio necessary for light emission of a predetermined wavelength. (C) n having the same mixed crystal ratio as that of the first cladding layer
Consists of three layers of the second cladding layer made of the type of mixed crystal compound semiconductor, the active layer is the first and second class
In a light-emitting device including a double-hetero structure having a three-layer structure formed between pad layers, a key of the first cladding layer is included.
As the carrier concentration gradually decreases toward the active layer side,
Minimum value of 5 × 10 16 cm −3 or less near the junction with the layer
And the carrier concentration of the second cladding layer is
As the distance from the vicinity of the junction between the clad layer of 1 and the active layer increases,
Has a gradually increasing concentration profile, and has the three-layer structure described above.
An electrode is formed on the surface .

【0008】前記活性層のキャリア濃度は、1×10
17cm−3以下であるのが望ましく、前記第2のクラ
ッド層の前記活性層との接合部近傍のキャリア濃度は、
5×1016cm−3以上であるのが望ましい。また、
前記第1のクラッド層の前記活性層との接合部近傍のキ
ャリア濃度及び前記活性層のキャリア濃度の各下限は、
第1導電型が維持される程度の濃度が設定され、前記第
2のクラッド層のキャリア濃度の上限は、結晶性を悪化
させない程度の不純物添加による濃度が設定される。
らに、前記第1のクラッド層のキャリア濃度が前記活性
層から遠い領域では1×10 17 cm −3 以上であるの
が望ましい。なお、活性層及び第1のクラッド層の不純
物としては例えばZnやCが、第2のクラッド層の不純
物としては例えばTeやSnがそれぞれ採用される。
The carrier concentration of the active layer is 1 × 10.
It is desirable that it is 17 cm −3 or less, and the carrier concentration in the vicinity of the junction of the second cladding layer with the active layer is
It is preferably 5 × 10 16 cm −3 or more. Also,
The respective lower limits of the carrier concentration in the vicinity of the junction of the first cladding layer with the active layer and the carrier concentration of the active layer are:
The concentration is set such that the first conductivity type is maintained, and the upper limit of the carrier concentration of the second cladding layer is set by the addition of impurities that does not deteriorate the crystallinity. Sa
In addition, the carrier concentration of the first cladding layer is
In the region far from the layer, it is 1 × 10 17 cm −3 or more.
Is desirable. Note that Zn and C are used as impurities in the active layer and the first cladding layer, and Te and Sn are used as impurities in the second cladding layer.

【0009】前記第1及び第2のクラッド層は、Ga
1-xAlxAs(xは0<x<1なる数)で表わされる混
晶型化合物半導体で構成してもよく、また、前記活性層
は、Ga1-yAlyAs(yは0<y<1なる数)で表わ
される混晶型化合物半導体で構成してもよい。この場
合、x及びyがとる値の範囲は、それぞれ0.6〜0.
85及び0.3〜0.45であるのが望ましい。
The first and second cladding layers are made of Ga.
The active layer may be composed of a mixed crystal type compound semiconductor represented by 1-x Al x As (x is a number where 0 <x <1), and the active layer is Ga 1-y Al y As (y is 0). A mixed crystal type compound semiconductor represented by <y <1) may be used. In this case, the range of values of x and y is 0.6 to 0.
It is preferably 85 and 0.3 to 0.45.

【0010】[0010]

【作用】本発明においては、前記第1のクラッド層の前
記活性層との接合部近傍のキャリア濃度を5×1016
-3以下としたことにより、発光素子の輝度を向上させ
たものである。従来、このクラッド層のキャリア濃度は
5×1016cm-3以上であるのが一般的であったが、上
述のように、活性層近傍においてはむしろ5×1016
-3以下のキャリア濃度の条件において発光素子の輝度
が向上することが本発明の発明者によって確認された。
この理由としては、活性層近傍における不純物の添加濃
度を低くしたことにより、キャリアの減少等の負の効果
よりも結晶欠陥の減少等の正の効果の方が大きく、結果
的に輝度を高める効果を生じていると考えられる。
In the present invention, the carrier concentration near the junction of the first cladding layer with the active layer is 5 × 10 16 c.
By setting m -3 or less, the brightness of the light emitting element is improved. Conventionally, the carrier concentration of this cladding layer was generally 5 × 10 16 cm −3 or more, but as described above, it is rather 5 × 10 16 c near the active layer.
It has been confirmed by the inventor of the present invention that the brightness of the light emitting device is improved under the condition of the carrier concentration of m −3 or less.
The reason for this is that by decreasing the concentration of impurities added in the vicinity of the active layer, the positive effect such as the reduction of crystal defects is larger than the negative effect such as the reduction of carriers, and as a result, the effect of increasing the brightness is obtained. Is considered to have occurred.

【0011】以下、本発明の実施例について添付図面を
参照しながら説明する。図1は、本発明の発光素子の一
実施例の深さ方向の構造を示す断面図である。図におい
て、1〜3×1019cm−3程度の濃度のZnが不純
物として添加されているp型GaAs〈100〉基板1
0上に、本発明の発光素子を構成する3層のエピタキシ
ャル成長層が形成される。すなわち、p型GaAs基板
10上に、不純物としてZnが深さ方向に所定のプロフ
ァイルを有するようにドープされたGa0.25Al
0.75As混晶型化合物半導体から成る厚さ150μ
mのp型クラッド層11、不純物としてZnが所定濃度
となるようにドープされたGa0.62Al 0,38
s混晶型化合物半導体から成る厚さ1μmのp型活性層
12、及び不純物としてTeがドープされたGa
0.25Al0.75As混晶型化合物半導体から成る
厚さ50μmのn型クラッド層13の各層が、エピタキ
シャル成長法により連続的に形成されている。なお、p
型GaAs基板10は、上記エピタキシャル成長層の形
成後に選択エッチングにより除去される。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a sectional view showing the structure in the depth direction of one embodiment of the light emitting device of the present invention. In the figure, a p-type GaAs <100> substrate 1 to which Zn having a concentration of about 1 to 3 × 10 19 cm −3 is added as an impurity
0, a three-layer epitaxial growth layer forming the light emitting device of the present invention is formed. That is, Ga 0.25 Al doped with Zn as an impurity so as to have a predetermined profile in the depth direction on the p-type GaAs substrate 10.
0.75 As Mixed crystal type compound semiconductor 150 μm thick
m p-type clad layer 11 and Ga 0.62 Al 0,38 A doped with Zn as an impurity to a predetermined concentration
1 μm thick p-type active layer 12 made of s mixed crystal type compound semiconductor, and Ga doped with Te as an impurity
Each layer of the n-type cladding layer 13 made of 0.25 Al 0.75 As mixed crystal type compound semiconductor and having a thickness of 50 μm is continuously formed by the epitaxial growth method. Note that p
The type GaAs substrate 10 is removed by selective etching after forming the epitaxial growth layer.

【0012】次に、本実施例の発光素子の製造方法の一
例を図2を参照しながら説明する。本実施例の発光素子
は、液相成長法により各層を成長させて製造することが
できる。ここでは、スライドボートを使用したスライド
ボート法による例を示す。また、温度を徐々に降下させ
て成長を行う徐冷法を採用した場合を示す。
Next, an example of a method of manufacturing the light emitting device of this embodiment will be described with reference to FIG. The light emitting device of this embodiment can be manufactured by growing each layer by a liquid phase growth method. Here, an example by a slide boat method using a slide boat will be described. In addition, a case is shown in which a slow cooling method in which growth is performed by gradually lowering the temperature is employed.

【0013】図2において、p型GaAs基板10は、
その上面が、ボート本体20の上面と同一面となるよう
にボート本体20上面上に固定される。ボート本体20
上をスライドするスライド式溶液溜21には、p型クラ
ッド層成長用溶液22aを収容する第1溶液溜22、p
型活性層成長用溶液23aを収容する第2溶液溜23、
及びn型クラッド層成長用溶液24aを収容する第3溶
液溜24がそれぞれ設けてあり、各溶液溜は底がなく、
各溶液が直接ボート本体20上面を浸漬する状態となっ
ている。p型及びn型クラッド層成長用溶液22a及び
24aは、Ga 0.25Al0.75Asの溶融液にそれぞれp
型不純物のZn又はn型不純物のTeを添加したもので
あり、p型活性層成長用溶液23aは、Ga0.62Al
0.38Asの溶融液にp型不純物のZnを添加したもので
ある。なお、スライド式溶液溜21は、操作棒25の操
作により移動するようになっている。
In FIG. 2, the p-type GaAs substrate 10 is
The upper surface should be flush with the upper surface of the boat body 20.
Is fixed on the upper surface of the boat body 20. Boat body 20
The slide type solution reservoir 21 that slides on the top has a p-type
The first solution reservoir 22 containing the solution 22a for growing the bed layer, p
A second solution reservoir 23 for containing the active layer growing solution 23a,
And a third solution containing the n-type cladding layer growth solution 24a.
Each liquid reservoir 24 is provided, each solution reservoir has no bottom,
Each solution is directly immersed in the upper surface of the boat body 20.
ing. p-type and n-type cladding layer growth solution 22a and
24a is Ga 0.twenty fiveAl0.75P is added to the As melt.
Type impurity Zn or n type impurity Te is added.
And the p-type active layer growth solution 23a is Ga0.62Al
0.38Zn melt, which is a p-type impurity, was added to the melt of As.
is there. The slide type solution reservoir 21 is operated by the operation rod 25.
It is designed to move depending on the work.

【0014】次に、上記装置を用いてp型GaAs基板
10上に3層のエピタキシャル成長層を形成する工程を
説明する。まず、スライド式溶液溜21を、操作棒25
を用いて図2(a)の位置から矢印の方向にスライドさ
せ、第1溶液溜22内のp型クラッド層成長用溶液22
aをp型GaAs基板10上にセットし、例えば900
℃から800℃まで降温させる条件下でp型クラッド層
11を成長させる(図2(b))。次に、スライド式溶
液溜21をさらに矢印の方向にスライドさせ、第2溶液
溜23内のp型活性層成長用溶液23aをp型GaAs
基板10上にセットし、例えば800℃から795℃ま
で降温させる条件下でp型活性層を成長させる(図2
(c))。次に、スライド式溶液溜21をさらに矢印の
方向にスライドさせ、例えば795℃から650℃まで
降温させる条件下でn型クラッド層13を成長させる
(図2(d))。その後、スライド式溶液溜21をさら
に矢印の方向にスライドさせて成長工程を終了する(図
2(e))。
Next, a process of forming three epitaxial growth layers on the p-type GaAs substrate 10 using the above apparatus will be described. First, the slide type solution reservoir 21 is connected to the operation rod 25.
2 is slid in the direction of the arrow from the position shown in FIG. 2A, and the p-type clad layer growing solution 22 in the first solution reservoir 22 is slid.
a is set on the p-type GaAs substrate 10 and, for example, 900
The p-type cladding layer 11 is grown under the condition of lowering the temperature from ℃ to 800 ℃ (Fig. 2 (b)). Next, the slide type solution reservoir 21 is further slid in the direction of the arrow, and the p-type active layer growth solution 23a in the second solution reservoir 23 is replaced with p-type GaAs.
Set on the substrate 10 and grow the p-type active layer under the condition of lowering the temperature from 800 ° C. to 795 ° C. (FIG. 2).
(C)). Next, the slide type solution reservoir 21 is further slid in the direction of the arrow to grow the n-type cladding layer 13 under the condition of lowering the temperature from 795 ° C. to 650 ° C., for example (FIG. 2 (d)). Then, the slide type solution reservoir 21 is further slid in the direction of the arrow to complete the growth process (FIG. 2 (e)).

【0015】なお、p型クラッド層11の活性層近傍の
キャリア濃度を5×1016cm-3以下とするために、p
型クラッド層成長用溶液22aに添加されるp型不純物
のZnは極めて少量であるか、または全く添加されな
い。しかし、その後の熱工程により、p型GaAs基板
10に添加されている高濃度のZnがクラッド層側に拡
散し、いわゆるオートドーピングが行われる。この結
果、前記クラッド層は所定の濃度プロファイルを有する
p型クラッド層11となり、p型活性層12近傍に低キ
ャリア濃度(1×1016cm-3)領域が形成される。
In order to set the carrier concentration in the vicinity of the active layer of the p-type cladding layer 11 to 5 × 10 16 cm -3 or less, p
The p-type impurity Zn added to the type cladding layer growth solution 22a is extremely small or not added at all. However, a high temperature Zn added to the p-type GaAs substrate 10 diffuses to the cladding layer side by the subsequent heat step, and so-called autodoping is performed. As a result, the clad layer becomes the p-type clad layer 11 having a predetermined concentration profile, and a low carrier concentration (1 × 10 16 cm −3 ) region is formed near the p-type active layer 12.

【0016】以上のようにしてp型GaAs基板10上
に前記3層ダブルヘテロ構造を形成した後、基板を選択
エッチングにより除去し、3層構造の両面に電極を形成
して発光素子が完成する。
After the three-layer double hetero structure is formed on the p-type GaAs substrate 10 as described above, the substrate is removed by selective etching and electrodes are formed on both sides of the three-layer structure to complete a light emitting device. .

【0017】図3は、上記のようにして作製した本実施
例の発光素子のキャリア濃度の深さ方向の濃度プロファ
イルを示す。p型クラッド層11のキャリア濃度は、p
型GaAs基板10近傍においては基板のキャリア濃度
(1〜3×1019cm-3)とほぼ同じ程度の濃度である
が、p型活性層12側に行くに従いキャリア濃度は低下
し、p型活性層12との接合部近傍では1×1016cm
-3まで低下している。一方、p型活性層12のキャリア
濃度は1×1017cm-3程度である。さらに、n型クラ
ッド層13のキャリア濃度はp型活性層12のキャリア
濃度と同程度の1×1017cm-3程度から増加し、最上
層部では6×1017cm-3程度となっている。
FIG. 3 shows a concentration profile in the depth direction of the carrier concentration of the light emitting device of this example manufactured as described above. The carrier concentration of the p-type cladding layer 11 is p
In the vicinity of the type GaAs substrate 10, the carrier concentration is about the same as the substrate concentration (1 to 3 × 10 19 cm −3 ), but the carrier concentration decreases toward the p-type active layer 12 side, and the p-type active layer 12 1 × 10 16 cm near the junction with layer 12
It has fallen to -3 . On the other hand, the carrier concentration of the p-type active layer 12 is about 1 × 10 17 cm −3 . Further, the carrier concentration of the n-type cladding layer 13 increases from about 1 × 10 17 cm −3, which is the same as the carrier concentration of the p-type active layer 12, to about 6 × 10 17 cm −3 in the uppermost layer. There is.

【0018】図4は、p型クラッド層11の活性層近傍
におけるキャリア濃度と発光素子の相対輝度との関係を
示す。p型クラッド層11のp型活性層12近傍におけ
るキャリア濃度が低くなるに従って、発光素子の相対輝
度が大きくなることが分かる。また図5は、本発明の実
施例の濃度範囲(1〜2×1016cm-3)と従来の発光
素子の濃度範囲(1〜2×1017cm-3)における輝度
分布を示す。本実施例の濃度範囲(1〜2×1016cm
-3)では、相対輝度が400程度と極めて高い値を示す
ことが分かる。
FIG. 4 shows the relationship between the carrier concentration near the active layer of the p-type cladding layer 11 and the relative brightness of the light emitting device. It can be seen that the relative luminance of the light emitting element increases as the carrier concentration in the p-type clad layer 11 near the p-type active layer 12 decreases. FIG. 5 shows the luminance distribution in the concentration range of the example of the present invention (1 to 2 × 10 16 cm −3 ) and the concentration range of the conventional light emitting element (1 to 2 × 10 17 cm −3 ). The concentration range of this example (1 to 2 × 10 16 cm
In -3 ), it can be seen that the relative luminance shows an extremely high value of about 400.

【0019】以上、本発明の実施例について説明した
が、本発明は上記実施例に限定されることなく、種々の
変更が可能である。例えば、p型クラッド層11のキャ
リアは本実施例の場合はZnであるが、これをCに置き
換え、あるいは複合ドープしても同様の効果が得られ
る。また、n型クラッド層13のキャリアについても、
Teの代りに複合ドープを行ってもよい。
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made. For example, the carrier of the p-type clad layer 11 is Zn in the present embodiment, but the same effect can be obtained by substituting it with C or compound doping. Also, regarding the carrier of the n-type cladding layer 13,
Composite doping may be performed instead of Te.

【0020】[0020]

【発明の効果】以上説明した通り本発明によれば、
(a)第1導電型の混晶型化合物半導体から成る第1の
クラッド層、(b)所定波長の発光に必要な混晶比を有
する第1導電型の混晶型化合物半導体から成る活性層及
び(c)前記第1のクラッド層と同等の混晶比を有する
第2導電型の混晶型化合物半導体から成る第2のクラッ
ド層、の各層から成る3層が前記第1及び第2のクラッ
ド層の間に前記活性層が形成された構造であるダブルヘ
テロ構造を含む発光素子において、前記第1のクラッド
層の前記活性層との接合部近傍のキャリア濃度を5×1
16cm-3以下としたことにより、従来の発光素子より
も高い輝度を得ることができる。
As described above, according to the present invention,
(A) A first cladding layer made of a mixed crystal compound semiconductor of the first conductivity type, and (b) An active layer made of a mixed crystal compound semiconductor of the first conductivity type having a mixed crystal ratio necessary for light emission of a predetermined wavelength. And (c) a second clad layer made of a mixed crystal compound semiconductor of the second conductivity type having a mixed crystal ratio equivalent to that of the first clad layer, and three layers of the first and second clad layers. In a light emitting device including a double hetero structure in which the active layer is formed between clad layers, a carrier concentration near the junction of the first clad layer with the active layer is 5 × 1.
By setting it to be 0 16 cm −3 or less, higher brightness than conventional light emitting devices can be obtained.

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

【図1】本発明の発光素子の一実施例の深さ方向の構造
を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a structure in a depth direction of an embodiment of a light emitting device of the present invention.

【図2】本発明の発光素子の製造方法の一例を示す説明
図である。
FIG. 2 is an explanatory view showing an example of a method for manufacturing a light emitting device of the present invention.

【図3】本発明の発光素子の一実施例の深さ方向のキャ
リア濃度プロファイルを示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a carrier concentration profile in a depth direction of an embodiment of a light emitting device of the present invention.

【図4】p型クラッド層の活性層近傍におけるキャリア
濃度と発光素子の相対輝度との関係を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a relationship between carrier concentration in the vicinity of an active layer of a p-type cladding layer and relative luminance of a light emitting device.

【図5】本発明の実施例の濃度範囲(1〜2×1016
-3)と従来の発光素子の濃度範囲(1〜2×1017
-3)における輝度分布を示す図である。
FIG. 5 is a concentration range of the embodiment of the present invention (1-2 × 10 16 c
m -3 ) and the concentration range of a conventional light emitting device (1-2 x 10 17 c
It is a figure which shows the brightness | luminance distribution in (m- 3 ).

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 p型GaAs基板 11 p型クラッド層 12 p型活性層 13 n型クラッド層 20 ボート本体 21 スライド式溶液溜 22 第1溶液溜 22a p型クラッド層成長用溶液 23 第2溶液溜 23a p型活性層成長用溶液 24 第3溶液溜 24a n型クラッド層成長用溶液 25 操作棒 10 p-type GaAs substrate 11 p-type clad layer 12 p-type active layer 13 n-type clad layer 20 boat body 21 slide type solution reservoir 22 first solution reservoir 22a p-type clad layer growth solution 23 second solution reservoir 23a p-type activity Layer growth solution 24 Third solution reservoir 24a n-type clad layer growth solution 25 Control rod

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭54−141592(JP,A) 特開 昭52−28885(JP,A) 特開 昭60−17969(JP,A) 特開 昭51−147985(JP,A) 特開 昭63−278383(JP,A) 特開 昭63−278384(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) Reference JP-A-54-141592 (JP, A) JP-A-52-28885 (JP, A) JP-A-60-17969 (JP, A) JP-A-51- 147985 (JP, A) JP 63-278383 (JP, A) JP 63-278384 (JP, A)

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 (a)p型の混晶型化合物半導体から成
る第1のクラッド層(b)所定波長の発光に必要な混晶
比を有するp型の混晶型化合物半導体から成る活性層 (c)前記第1のクラッド層と同等の混晶比を有する
型の混晶型化合物半導体から成る第2のクラッド層 の3層から成り、前記活性層が前記第1及び第2のクラ
ッド層の間に形成された3層構造であるダブルヘテロ構
造を含む発光素子において、 前記第1のクラッド層のキャリア濃度が活性層側に近付
に従い漸減して前記活性層との接合部近傍で5×10
16cm−3以下の最小値となり、前記第2のクラッド
層のキャリア濃度が前記第1のクラッド層と活性層との
接合部近傍から離れるに従い漸増する濃度プロファイル
を有し、前記3層構造の両面に電極を形成してなる発光
素子。
1. A first clad layer made of (a) a p-type mixed crystal compound semiconductor (b) An active layer made of a p-type mixed crystal compound semiconductor having a mixed crystal ratio necessary for light emission of a predetermined wavelength. (C) n having the same mixed crystal ratio as that of the first cladding layer
Of a double heterostructure, which is composed of three layers of a second clad layer made of a mixed-type compound semiconductor of the same type, and the active layer is a three-layer structure formed between the first and second clad layers. In the device, the carrier concentration of the first cladding layer approaches the active layer side .
In near the junction with said active layer gradually decreases in accordance with Ku 5 × 10
The minimum value of 16 cm −3 or less , and the second cladding
The carrier concentration of the layer is different from that of the first cladding layer and the active layer.
Concentration profile that gradually increases with distance from the vicinity of the junction
And a light emitting device having electrodes formed on both surfaces of the three-layer structure .
【請求項2】 前記活性層のキャリア濃度が1×10
17cm−3以下である請求項1に記載の発光素子。
2. The carrier concentration of the active layer is 1 × 10.
The light emitting device according to claim 1, having a size of 17 cm −3 or less.
【請求項3】 前記第2のクラッド層の、前記活性層と
の接合部近傍のキャリア濃度が、5×1016cm−3
以上である請求項1又は請求項2に記載の発光素子。
3. The carrier concentration of the second cladding layer near the junction with the active layer is 5 × 10 16 cm −3.
It is above, The light emitting element of Claim 1 or Claim 2.
【請求項4】 前記活性層及び第1のクラッド層に添加
される不純物は亜鉛(Zn)又は炭素(C)である請求
項1ないし請求項3に記載の発光素子。
4. The light emitting device according to claim 1, wherein the impurities added to the active layer and the first cladding layer are zinc (Zn) or carbon (C).
【請求項5】 前記第1及び第2のクラッド層がGa
1−xAlAs(xは0<x<1なる数)で表わされ
る混晶型化合物半導体から成り、前記活性層がGa
−yAlAs(yは0<y<1なる数)で表わされ
る混晶型化合物半導体から成る請求項1ないし請求項4
に記載の発光素子。
5. The first and second cladding layers are Ga
1-x Al x As (x is a number where 0 <x <1) is formed of a mixed crystal type compound semiconductor, and the active layer is Ga.
1 -y Al y As (y is 0 <y <1 number becomes) claims 1 to 4 consisting of a mixed crystal compound semiconductor represented by
The light-emitting device according to item 1.
【請求項6】 前記xが0.6〜0.85の範囲の数で
あり、前記yが0.3〜0.45の範囲の数である請求
項5に記載の発光素子。
6. The light emitting device according to claim 5, wherein the x is a number in the range of 0.6 to 0.85 and the y is a number in the range of 0.3 to 0.45.
【請求項7】 前記第2のクラッド層に添加される不純
物がTe又はSnである請求項1ないし請求項6に記載
の発光素子。
7. The light emitting device according to claim 1, wherein the impurity added to the second cladding layer is Te or Sn.
【請求項8】 前記第1のクラッド層のキャリア濃度が8. The carrier concentration of the first cladding layer is
前記活性層から遠いFar from the active layer 領域では1×101 × 10 in area 1717 cmcm −3-3 以上that's all
である請求項1ないし請求項7に記載の発光素子。The light emitting device according to claim 1, wherein
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JPS5228885A (en) * 1975-08-30 1977-03-04 Fujitsu Ltd Method for production of semiconductive emitter device
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