JP2759269B2 - 発光素子 - Google Patents
発光素子Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はアルミナ単結晶透明基板又はSOS透明基板を
用いた発光素子に関するものである。
用いた発光素子に関するものである。
近時、LEDなどの発光素子は多方面の分野で用いられ
ており、これに伴って耐環境性に優れた発光素子が要求
される。例えば発光側面が物理的又は化学的に影響を受
け易い環境のなかで用いられる場合には耐蝕性、耐熱
性、機械的強度などに優れた透光性保護部材を発光側面
に形成しなければならない。
ており、これに伴って耐環境性に優れた発光素子が要求
される。例えば発光側面が物理的又は化学的に影響を受
け易い環境のなかで用いられる場合には耐蝕性、耐熱
性、機械的強度などに優れた透光性保護部材を発光側面
に形成しなければならない。
上記発光素子はシリコン（Si）基板又はガリウムヒ素
（GaAs）基板の上にGa1-mAlmAs/GaAsなどから成る発光
ダイオードを形成した構造であり、このような構成であ
れば、GaAs基板やSi基板の光学的エネルギーバンドはGa
1-mAlmAs/GaAsが有する発光エネルギーに比べて小さく
なり、そのために発光が基板によって吸収される。従っ
て、その発光ダイオードが発光する光は基板と反対方向
を投光し、前記透光性保護部材などを介して照射する。
（GaAs）基板の上にGa1-mAlmAs/GaAsなどから成る発光
ダイオードを形成した構造であり、このような構成であ
れば、GaAs基板やSi基板の光学的エネルギーバンドはGa
1-mAlmAs/GaAsが有する発光エネルギーに比べて小さく
なり、そのために発光が基板によって吸収される。従っ
て、その発光ダイオードが発光する光は基板と反対方向
を投光し、前記透光性保護部材などを介して照射する。
また、GaAs基板上にLPE法によりGa1-mAlmAs/GaAs層を
約300μｍの厚みで成長させ、次いで、その層の上にGa
1-nAlnAs/GaAs層を形成し、これによって両者の間でPN
接合を形成し、然る後、上記GaAs基板を研磨により除去
することが提案されている。
約300μｍの厚みで成長させ、次いで、その層の上にGa
1-nAlnAs/GaAs層を形成し、これによって両者の間でPN
接合を形成し、然る後、上記GaAs基板を研磨により除去
することが提案されている。
しかし乍ら、このように製作した発光素子において
は、GaAlAs層が強度的に劣っており、そのために発光素
子の信頼性が低下する。
は、GaAlAs層が強度的に劣っており、そのために発光素
子の信頼性が低下する。
しかも、上記製作法を用いた場合、製造コストが著し
く上がるという問題点もある。
く上がるという問題点もある。
また、発光素子の所要特性として一方向に対して光照
射量を大きくするということがあり、当然の事ながらそ
の要求は広い産業分野において益々高まっている。
射量を大きくするということがあり、当然の事ながらそ
の要求は広い産業分野において益々高まっている。
従って本発明は叙上に鑑みて案出されたものであり、
その目的は一方向の光照射量を大きくした高性能且つ省
エネ向の発光素子を提供することにある。
その目的は一方向の光照射量を大きくした高性能且つ省
エネ向の発光素子を提供することにある。
本発明の他の目的は優れた耐環境性及び信頼性並びに
製造コストの低減化を達成した発光素子を提供すること
にある。
製造コストの低減化を達成した発光素子を提供すること
にある。
本発明の発光素子はアルミナ単結晶透明基板の一方の
主面上にオーミックコンタクト層で挟まれたＰ層とＮ層
から成る第III・Ｖ族化合物半導体層をエピタキシャル
成長させて発光部を形成し、前記下層側のオーミックコ
ンタクト層が前記アルミナ単結晶透明基板の一方の主面
側で露出するように他の層の一部を除去し、さらに最上
部のＰ層又はＮ層が露出するように、上層側のオーミッ
クコンタクト層の一部を除去し、二つのオーミックコン
タクト層上に電極をそれぞれ形成すると共に、上記基板
の他方の主面上に光反射手段を形成し、上記発光部が基
板側へ発光した光を上記反射手段で反射させ、その反射
光並びに前記発光部が基板側と反対方向へ投光した光が
組合わされて照射されて前記上層側のオーミックコンタ
クト層で被覆されないＰ層又はＮ層部分から取り出され
ることを特徴とする。
主面上にオーミックコンタクト層で挟まれたＰ層とＮ層
から成る第III・Ｖ族化合物半導体層をエピタキシャル
成長させて発光部を形成し、前記下層側のオーミックコ
ンタクト層が前記アルミナ単結晶透明基板の一方の主面
側で露出するように他の層の一部を除去し、さらに最上
部のＰ層又はＮ層が露出するように、上層側のオーミッ
クコンタクト層の一部を除去し、二つのオーミックコン
タクト層上に電極をそれぞれ形成すると共に、上記基板
の他方の主面上に光反射手段を形成し、上記発光部が基
板側へ発光した光を上記反射手段で反射させ、その反射
光並びに前記発光部が基板側と反対方向へ投光した光が
組合わされて照射されて前記上層側のオーミックコンタ
クト層で被覆されないＰ層又はＮ層部分から取り出され
ることを特徴とする。
以下、本発明を上記第III・Ｖ族化合物半導体がAlGaA
s化合物半導体である場合を例にとって添付図面により
詳細に説明する。
s化合物半導体である場合を例にとって添付図面により
詳細に説明する。
同図中、１はアルミナ単結晶又はSOS（silicon on sa
pphire）から成る透明基板であり、その基板１の上には
p+−AlxGa1-xAs層2,p−AlyGa1-yAs層3,p−AlzGa1-zAs層
4,n−AltGa1-tAs層５、GaAs層６が順次積層される。こ
の場合、P+−AlxGa1-xAs層２とGaAs層６がオーミックコ
ンタクト層となる。そして、p+−AlxGa1-xAs層２の一部
が露出するように他の層３、４、５、６は除去され、さ
らにバンドギャップの狭いGaAs層で光が吸収されないよ
うに最上層のｎ−AltGa1-tAs層５の光取出部分のGaAs層
６が除去され、オーミックコンタクト層であるp+−AlxG
a1-xAs層２の露出部及びGaAs層６にはそれぞれ電極7,8
が形成されている。
pphire）から成る透明基板であり、その基板１の上には
p+−AlxGa1-xAs層2,p−AlyGa1-yAs層3,p−AlzGa1-zAs層
4,n−AltGa1-tAs層５、GaAs層６が順次積層される。こ
の場合、P+−AlxGa1-xAs層２とGaAs層６がオーミックコ
ンタクト層となる。そして、p+−AlxGa1-xAs層２の一部
が露出するように他の層３、４、５、６は除去され、さ
らにバンドギャップの狭いGaAs層で光が吸収されないよ
うに最上層のｎ−AltGa1-tAs層５の光取出部分のGaAs層
６が除去され、オーミックコンタクト層であるp+−AlxG
a1-xAs層２の露出部及びGaAs層６にはそれぞれ電極7,8
が形成されている。
尚、上記SOS基板を用いる場合、そのシリコン層の上
にエピタキシャル成長する。
にエピタキシャル成長する。
このような積層構造において、x,y,z及びｔの間を次
のような大小関係に設定し、ダブルヘテロ接合を形成す
る。
のような大小関係に設定し、ダブルヘテロ接合を形成す
る。
ｚ＜x,y,t また、基板１の他の主面上にはAl,Ti,Cr,Ni,Cuなどの
金属層９を形成する。
金属層９を形成する。
上記構成の発光素子によれば、ｐ−AlzGa1-zAs層４で
発光した光はＡ方向とＢ方向へ向かうが、Ｂ方向の光は
透明基板１の内部を透過し、金属層９で反射する。その
反射光はＣ方向へ向かい、Ａ方向及びＣ方向が組合わさ
れて、GaAs層６で被覆されていないｎ−AltGa1-tAs層５
の露出部分から取出され、一方向の発光となる。
発光した光はＡ方向とＢ方向へ向かうが、Ｂ方向の光は
透明基板１の内部を透過し、金属層９で反射する。その
反射光はＣ方向へ向かい、Ａ方向及びＣ方向が組合わさ
れて、GaAs層６で被覆されていないｎ−AltGa1-tAs層５
の露出部分から取出され、一方向の発光となる。
以上の通り、本発明の発光素子によれば、発光領域を
もつ第III・Ｖ族化合物半導体層を透明基板上に形成
し、その層が基板側へ照射する光も用いることができ、
これにより、素子自体の光照射量を大きくでき、高性能
且つ省エネ向の発光素子が提供できる。
もつ第III・Ｖ族化合物半導体層を透明基板上に形成
し、その層が基板側へ照射する光も用いることができ、
これにより、素子自体の光照射量を大きくでき、高性能
且つ省エネ向の発光素子が提供できる。
また、本発明の発光素子によれば、アルミナ単結晶又
はSOSの基板を用いているので耐食性、耐熱性、耐傷
性、機械的強度などに優れ、これにより、耐環境性及び
信頼性に優れた発光素子が提供できる。
はSOSの基板を用いているので耐食性、耐熱性、耐傷
性、機械的強度などに優れ、これにより、耐環境性及び
信頼性に優れた発光素子が提供できる。
尚、本発明の発光素子においては、第III・Ｖ族化合
物がGaAsAlである場合を例にとって説明しているが、そ
れ以外の第III・Ｖ族化合物、例えばGaAsP,InPなどの化
合物を用いても何等差し支えない。
物がGaAsAlである場合を例にとって説明しているが、そ
れ以外の第III・Ｖ族化合物、例えばGaAsP,InPなどの化
合物を用いても何等差し支えない。
添付図面は本発明発光素子の構成を示す概略図である。 １……透明基板 7,8……電極 ９……金属層
Claims (4)
- 【請求項１】アルミナ単結晶透明基板の一方の主面上に
オーミックコンタクト層で挟まれたＰ層とＮ層から成る
第III・Ｖ族化合物半導体層をエピタキシャル成長させ
て発光部を形成し、前記下層側のオーミックコンタクト
層が前記アルミナ単結晶透明基板の一方の主面側で露出
するように他の層の一部を除去し、さらに最上部のＰ層
又はＮ層が露出するように、上層側のオーミックコンタ
クト層の一部を除去し、二つのオーミックコンタクト層
上に電極をそれぞれ形成すると共に、上記基板の他方の
主面上に光反射手段を形成し、上記発光部が基板側へ発
光した光を上記反射手段で反射させ、その反射光並びに
前記発光部が基板側と反対方向へ投光した光が組合わさ
れて照射されて前記上層側のオーミックコンタクト層で
被覆されないＰ層又はＮ層部分から取り出されることを
特徴とする発光素子 - 【請求項２】前記アルミナ単結晶透明基板に代えてSOS
透明基板である請求項（１）記載の発光素子。 - 【請求項３】前記発光部がダブルヘテロ半導体層から成
る請求項（１）又は（２）記載の発光素子。 - 【請求項４】前記光反射手段が金属層である請求項
（１）又は（２）記載の発光素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19113688A JP2759269B2 (ja) | 1988-07-29 | 1988-07-29 | 発光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19113688A JP2759269B2 (ja) | 1988-07-29 | 1988-07-29 | 発光素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0239578A JPH0239578A (ja) | 1990-02-08 |
| JP2759269B2 true JP2759269B2 (ja) | 1998-05-28 |
Family
ID=16269483
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19113688A Expired - Fee Related JP2759269B2 (ja) | 1988-07-29 | 1988-07-29 | 発光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2759269B2 (ja) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US5798536A (en) * | 1996-01-25 | 1998-08-25 | Rohm Co., Ltd. | Light-emitting semiconductor device and method for manufacturing the same |
| JPH09298313A (ja) * | 1996-04-30 | 1997-11-18 | Rohm Co Ltd | 半導体発光素子およびその製法 |
| US6730940B1 (en) * | 2002-10-29 | 2004-05-04 | Lumileds Lighting U.S., Llc | Enhanced brightness light emitting device spot emitter |
| US7080932B2 (en) | 2004-01-26 | 2006-07-25 | Philips Lumileds Lighting Company, Llc | LED with an optical system to increase luminance by recycling emitted light |
| US10052848B2 (en) | 2012-03-06 | 2018-08-21 | Apple Inc. | Sapphire laminates |
| US9632537B2 (en) | 2013-09-23 | 2017-04-25 | Apple Inc. | Electronic component embedded in ceramic material |
| US9678540B2 (en) | 2013-09-23 | 2017-06-13 | Apple Inc. | Electronic component embedded in ceramic material |
| US9154678B2 (en) | 2013-12-11 | 2015-10-06 | Apple Inc. | Cover glass arrangement for an electronic device |
| US9225056B2 (en) | 2014-02-12 | 2015-12-29 | Apple Inc. | Antenna on sapphire structure |
| US10406634B2 (en) | 2015-07-01 | 2019-09-10 | Apple Inc. | Enhancing strength in laser cutting of ceramic components |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51137393A (en) * | 1975-05-22 | 1976-11-27 | Mitsubishi Electric Corp | Manufacturing method for semiconductor light emitting device |
| JPS59127888A (ja) * | 1983-01-12 | 1984-07-23 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 発光ダイオ−ド |
-
1988
- 1988-07-29 JP JP19113688A patent/JP2759269B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JPH0239578A (ja) | 1990-02-08 |
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|---|---|---|---|
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