JP2795195B2 - 発光素子 - Google Patents
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Classifications
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
- H01L33/26—Materials of the light emitting region
- H01L33/30—Materials of the light emitting region containing only elements of Group III and Group V of the Periodic Table
- H01L33/305—Materials of the light emitting region containing only elements of Group III and Group V of the Periodic Table characterised by the doping materials
-
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は発光素子に関する。さら
に詳しくは、ダブルヘテロ接合構造を有する発光素子に
関する。
に詳しくは、ダブルヘテロ接合構造を有する発光素子に
関する。
【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、その用途は益々広がっている。
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、その用途は益々広がっている。
【０００３】発光素子は、活性層を１組のクラッド層で
挟んだ３層のダブルヘテロ接合構造を有するものが一般
的であり、この３層ダブルヘテロ接合構造の両面に電極
を形成することにより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。
挟んだ３層のダブルヘテロ接合構造を有するものが一般
的であり、この３層ダブルヘテロ接合構造の両面に電極
を形成することにより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。
【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も用いることができ
るが、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。
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も用いることができ
るが、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。
【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
まだ十分な輝度を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る。
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
まだ十分な輝度を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る。
【０００６】そこで本発明は、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。
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。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
発光素子は、ｐ型の混晶型化合物半導体から成る第１の
クラッド層、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ｐ型活性層、及び全域
又は前記ｐ型活性層とのヘテロ接合部近傍以外の領域に
おいてｎ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ｐ型活性層が前記第１及び
第２のクラッド層の間に形成された構造であるダブルヘ
テロ接合構造を有する発光素子において、前記第２のク
ラッド層にはｎ型及びｐ型の不純物が添加され、前記ｐ
型不純物の濃度が１×１０17ｃｍ -3以上であり、且つｐ
ｎ接合が前記ｐ型活性層とのヘテロ接合部から０〜１μ
ｍの位置に形成されるようにした。
発光素子は、ｐ型の混晶型化合物半導体から成る第１の
クラッド層、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ｐ型活性層、及び全域
又は前記ｐ型活性層とのヘテロ接合部近傍以外の領域に
おいてｎ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ｐ型活性層が前記第１及び
第２のクラッド層の間に形成された構造であるダブルヘ
テロ接合構造を有する発光素子において、前記第２のク
ラッド層にはｎ型及びｐ型の不純物が添加され、前記ｐ
型不純物の濃度が１×１０17ｃｍ -3以上であり、且つｐ
ｎ接合が前記ｐ型活性層とのヘテロ接合部から０〜１μ
ｍの位置に形成されるようにした。
【０００８】本発明の請求項２記載の発光素子は、請求
項１記載の発光素子において、前記ｐ型活性層のｐ型不
純物濃度が１×１０17ｃｍ-3以上であるようにした。
項１記載の発光素子において、前記ｐ型活性層のｐ型不
純物濃度が１×１０17ｃｍ-3以上であるようにした。
【０００９】本発明の請求項３記載の発光素子は、請求
項１又は請求項２記載の発光素子において、前記第１の
クラッド層の前記ｐ型活性層とのヘテロ接合部近傍にお
けるｐ型不純物濃度ＰPが前記ｐ型活性層のｐ型不純物
濃度ＰA以下であるようにした。
項１又は請求項２記載の発光素子において、前記第１の
クラッド層の前記ｐ型活性層とのヘテロ接合部近傍にお
けるｐ型不純物濃度ＰPが前記ｐ型活性層のｐ型不純物
濃度ＰA以下であるようにした。
【００１０】本発明の請求項４記載の発光素子は、請求
項１ないし請求項３のいずれか記載の発光素子におい
て、前記ｐ型活性層、前記第１のクラッド層及び第２の
クラッド層に添加されるｐ型不純物が少なくとも亜鉛
（Ｚｎ）を含むようにした。
項１ないし請求項３のいずれか記載の発光素子におい
て、前記ｐ型活性層、前記第１のクラッド層及び第２の
クラッド層に添加されるｐ型不純物が少なくとも亜鉛
（Ｚｎ）を含むようにした。
【００１１】本発明の請求項５記載の発光素子は、請求
項１ないし請求項４のいずれか記載の発光素子におい
て、前記第１のクラッド層がＧａ1-xＡｌxＡｓ（ｘは０
＜ｘ＜１なる数）、前記第２のクラッド層がＧａ1-zＡ
ｌzＡｓ（ｚは０＜ｚ＜１なる数）、及び前記ｐ型活性
層がＧａ1-yＡｌyＡｓ（ｙは０＜ｙ＜１なる数）でそれ
ぞれ表される混晶型化合物半導体から成るようにした。
項１ないし請求項４のいずれか記載の発光素子におい
て、前記第１のクラッド層がＧａ1-xＡｌxＡｓ（ｘは０
＜ｘ＜１なる数）、前記第２のクラッド層がＧａ1-zＡ
ｌzＡｓ（ｚは０＜ｚ＜１なる数）、及び前記ｐ型活性
層がＧａ1-yＡｌyＡｓ（ｙは０＜ｙ＜１なる数）でそれ
ぞれ表される混晶型化合物半導体から成るようにした。
【００１２】本発明の請求項６記載の発光素子は、請求
項５記載の発光素子において、前記ｘ及びｚが０．５〜
０．８５の範囲の数であり、前記ｙが０．２５〜０．４
５の範囲の数であるようにした。
項５記載の発光素子において、前記ｘ及びｚが０．５〜
０．８５の範囲の数であり、前記ｙが０．２５〜０．４
５の範囲の数であるようにした。
【００１３】本発明の請求項７記載の発光素子は、請求
項１ないし請求項６のいずれか記載の発光素子におい
て、前記第２のクラッド層に添加されるｎ型不純物がＴ
ｅ又はＳｎであるようにした。
項１ないし請求項６のいずれか記載の発光素子におい
て、前記第２のクラッド層に添加されるｎ型不純物がＴ
ｅ又はＳｎであるようにした。
【００１４】
【作用】本発明においては、前記第２のクラッド層のｐ
型不純物濃度を１×１０17ｃｍ -3以上としたことによ
り、発光素子の輝度を向上させたものである。従来よ
り、この第２のクラッド層には、ｎ型とするためにＴｅ
等のｎ型不純物が添加されるが、ｐ型不純物については
意図的に添加することはなかった。従って、第２のクラ
ッド層中のｐ型不純物の量は、ｐ型活性層から拡散され
る分を除いては、カーボン製治具から汚染される分程度
であり、その濃度は１×１０17ｃｍ-3未満であるのが一
般的であった。しかしながら、上述のように第２のクラ
ッド層においては、ｐ型不純物の濃度がむしろ１×１０
17ｃｍ-3以上であるような条件において発光素子の輝度
が向上することが本発明者らによって確認された。この
理由としては、第２のクラッド層におけるＺｎ等のｐ型
不純物の添加濃度を高くしたことにより、Ｚｎのサイズ
効果により結晶欠陥の減少等の正の効果の方が大きくな
り、結果的に輝度を高める効果を生じていると考えられ
る。
型不純物濃度を１×１０17ｃｍ -3以上としたことによ
り、発光素子の輝度を向上させたものである。従来よ
り、この第２のクラッド層には、ｎ型とするためにＴｅ
等のｎ型不純物が添加されるが、ｐ型不純物については
意図的に添加することはなかった。従って、第２のクラ
ッド層中のｐ型不純物の量は、ｐ型活性層から拡散され
る分を除いては、カーボン製治具から汚染される分程度
であり、その濃度は１×１０17ｃｍ-3未満であるのが一
般的であった。しかしながら、上述のように第２のクラ
ッド層においては、ｐ型不純物の濃度がむしろ１×１０
17ｃｍ-3以上であるような条件において発光素子の輝度
が向上することが本発明者らによって確認された。この
理由としては、第２のクラッド層におけるＺｎ等のｐ型
不純物の添加濃度を高くしたことにより、Ｚｎのサイズ
効果により結晶欠陥の減少等の正の効果の方が大きくな
り、結果的に輝度を高める効果を生じていると考えられ
る。
【００１５】
【実施例】次に、本発明の実施例を図を参照して説明す
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、１×１０19〜３×
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１０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Ｇａ0.25Ａｌ0.75Ａｓ混晶型化合物半
導体から成る厚さ１５０μｍのｐ型クラッド層１１、不
純物としてＺｎが１×１０17ｃｍ-3以上の濃度となるよ
うにドープされたＧａ0.62Ａｌ0.38Ａｓ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及びＺｎがドープされたＧａ0.25Ａｌ0.75Ａｓ
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、必要
に応じて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。
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、１×１０19〜３×
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１０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Ｇａ0.25Ａｌ0.75Ａｓ混晶型化合物半
導体から成る厚さ１５０μｍのｐ型クラッド層１１、不
純物としてＺｎが１×１０17ｃｍ-3以上の濃度となるよ
うにドープされたＧａ0.62Ａｌ0.38Ａｓ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及びＺｎがドープされたＧａ0.25Ａｌ0.75Ａｓ
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、必要
に応じて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。
【００１６】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。
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。
【００１７】図において、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Ｇａ溶液２２ａを収容した第１溶液溜２２、ｐ
型活性層成長用Ｇａ溶液２３ａを収容した第２溶液溜２
３及びｎ型クラッド層成長用Ｇａ溶液２４ａを収容した
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型クラッド層成長用Ｇａ溶液２２ａは
Ｇａ0.25Ａｌ0.75Ａｓを含むＧａ溶液にｐ型不純物のＺ
ｎを、ｎ型クラッド層成長用Ｇａ溶液２４ａはＧａ0.25
Ａｌ0.75Ａｓを含むＧａ溶液にｐ型不純物のＺｎ及びｎ
型不純物のＴｅをそれぞれ添加したものである。また、
ｐ型活性層成長用Ｇａ溶液２３ａは、Ｇａ0.62Ａｌ0.38
Ａｓを含むＧａ溶液に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。
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Ｇａ溶液２２ａを収容した第１溶液溜２２、ｐ
型活性層成長用Ｇａ溶液２３ａを収容した第２溶液溜２
３及びｎ型クラッド層成長用Ｇａ溶液２４ａを収容した
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型クラッド層成長用Ｇａ溶液２２ａは
Ｇａ0.25Ａｌ0.75Ａｓを含むＧａ溶液にｐ型不純物のＺ
ｎを、ｎ型クラッド層成長用Ｇａ溶液２４ａはＧａ0.25
Ａｌ0.75Ａｓを含むＧａ溶液にｐ型不純物のＺｎ及びｎ
型不純物のＴｅをそれぞれ添加したものである。また、
ｐ型活性層成長用Ｇａ溶液２３ａは、Ｇａ0.62Ａｌ0.38
Ａｓを含むＧａ溶液に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。
【００１８】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Ｇａ溶液
２２ａをｐ型ＧａＡｓ基板１０上にセットし、例えば９
００℃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Ｇａ溶液２３ａをｐ型
ＧａＡｓ基板１０上にセットし、例えば８００℃から７
９５℃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、第３溶液溜２４内のｎ型ク
ラッド層成長用Ｇａ溶液２４ａをｐ型ＧａＡｓ基板１０
上にセットし、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））。
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Ｇａ溶液
２２ａをｐ型ＧａＡｓ基板１０上にセットし、例えば９
００℃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Ｇａ溶液２３ａをｐ型
ＧａＡｓ基板１０上にセットし、例えば８００℃から７
９５℃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、第３溶液溜２４内のｎ型ク
ラッド層成長用Ｇａ溶液２４ａをｐ型ＧａＡｓ基板１０
上にセットし、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））。
【００１９】上記において、ｎ型クラッド層成長用Ｇａ
溶液２４ａには、ｎ型クラッド層１３に含まれるＺｎ濃
度が１×１０17ｃｍ-3以上で且つｎ型クラッド層１３が
ｎ型を維持するように、Ｔｅ及びＺｎが添加される。な
お、その後の熱工程により、ｐ型活性層１２に添加され
ている高濃度のＺｎがｎ型クラッド層１３側に拡散し、
ｎ型クラッド層１３のｐ型活性層１２に隣接した１μｍ
以下の領域がｐ型化する場合がある。
溶液２４ａには、ｎ型クラッド層１３に含まれるＺｎ濃
度が１×１０17ｃｍ-3以上で且つｎ型クラッド層１３が
ｎ型を維持するように、Ｔｅ及びＺｎが添加される。な
お、その後の熱工程により、ｐ型活性層１２に添加され
ている高濃度のＺｎがｎ型クラッド層１３側に拡散し、
ｎ型クラッド層１３のｐ型活性層１２に隣接した１μｍ
以下の領域がｐ型化する場合がある。
【００２０】以上のようにしてｐ型ＧａＡｓ基板１０上
に前記３層ダブルヘテロ接合構造を形成した後、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。
に前記３層ダブルヘテロ接合構造を形成した後、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。
【００２１】図３は、上記のようにして作製した本実施
例の発光素子における深さ方向の不純物濃度プロファイ
ルを示す。ｎ型クラッド層１３に意図的に添加されたＺ
ｎ濃度は１×１０17ｃｍ-3以上であり、またｎ型クラッ
ド層１３のＴｅ濃度は、表面付近で１×１０18ｃｍ-3程
度の濃度で、ｎ型クラッド層１３のｐ型活性層１２に隣
接した領域では７×１０17ｃｍ-3程度の濃度まで低下し
ているが、ｎ型クラッド層１３の導電型はｎ型となって
いる。一方、ｐ型活性層１２のＺｎ濃度は１×１０17ｃ
ｍ-3以上の濃度である。さらに、ｐ型クラッド層１１の
Ｚｎ濃度はｐ型活性層１２に隣接した領域でｐ型活性層
１２のＺｎ濃度より低く、ｐ型活性層１２から遠ざかる
につれて増大する。
例の発光素子における深さ方向の不純物濃度プロファイ
ルを示す。ｎ型クラッド層１３に意図的に添加されたＺ
ｎ濃度は１×１０17ｃｍ-3以上であり、またｎ型クラッ
ド層１３のＴｅ濃度は、表面付近で１×１０18ｃｍ-3程
度の濃度で、ｎ型クラッド層１３のｐ型活性層１２に隣
接した領域では７×１０17ｃｍ-3程度の濃度まで低下し
ているが、ｎ型クラッド層１３の導電型はｎ型となって
いる。一方、ｐ型活性層１２のＺｎ濃度は１×１０17ｃ
ｍ-3以上の濃度である。さらに、ｐ型クラッド層１１の
Ｚｎ濃度はｐ型活性層１２に隣接した領域でｐ型活性層
１２のＺｎ濃度より低く、ｐ型活性層１２から遠ざかる
につれて増大する。
【００２２】図４は、ｎ型クラッド層１３の濃度と発光
素子の相対輝度との関係を示す。ｎ型クラッド層１３の
Ｚｎ濃度が高くなるに従って、発光素子の相対輝度が大
きくなることが分る。また図５は、本発明の実施例（ｎ
型クラッド層１３のＺｎ濃度：１×１０17〜５×１０17
ｃｍ-3）と従来の発光素子（ｎ型クラッド層１３のＺｎ
濃度：１×１０16〜５×１０16ｃｍ-3）における輝度分
布を示す。本実施例では、相対輝度が４００程度と極め
て高い値を示すことが分る。
素子の相対輝度との関係を示す。ｎ型クラッド層１３の
Ｚｎ濃度が高くなるに従って、発光素子の相対輝度が大
きくなることが分る。また図５は、本発明の実施例（ｎ
型クラッド層１３のＺｎ濃度：１×１０17〜５×１０17
ｃｍ-3）と従来の発光素子（ｎ型クラッド層１３のＺｎ
濃度：１×１０16〜５×１０16ｃｍ-3）における輝度分
布を示す。本実施例では、相対輝度が４００程度と極め
て高い値を示すことが分る。
【００２３】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、ｎ型クラッド層１３に添加
されるｐ型不純物は本実施例の場合はＺｎであるが、Ｚ
ｎとＭｇ、Ｃ等を複合ドープしても同様の効果が得られ
る。また、ｎ型不純物についても、Ｔｅの代りにＳｎ又
はＴｅとＳｎとの複合ドープを行ってもよい。
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、ｎ型クラッド層１３に添加
されるｐ型不純物は本実施例の場合はＺｎであるが、Ｚ
ｎとＭｇ、Ｃ等を複合ドープしても同様の効果が得られ
る。また、ｎ型不純物についても、Ｔｅの代りにＳｎ又
はＴｅとＳｎとの複合ドープを行ってもよい。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ｐ
型の混晶型化合物半導体から成る第１のクラッド層、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ｐ型活性層、及び全域又は前記ｐ型活
性層とのヘテロ接合部近傍以外の領域においてｎ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ｐ型活性層が前記第１及び第２のクラッド
層の間に形成された構造であるダブルヘテロ接合構造を
有する発光素子において、前記第２のクラッド層にはｎ
型及びｐ型の不純物が添加され、前記ｐ型不純物の濃度
が１×１０17ｃｍ -3以上であり、且つ前記ｐｎ接合が前
記ｐ型活性層とのヘテロ接合部から０〜１μｍの位置に
形成されるようにしたことにより、従来の発光素子より
も高い輝度を得ることができる。
型の混晶型化合物半導体から成る第１のクラッド層、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ｐ型活性層、及び全域又は前記ｐ型活
性層とのヘテロ接合部近傍以外の領域においてｎ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ｐ型活性層が前記第１及び第２のクラッド
層の間に形成された構造であるダブルヘテロ接合構造を
有する発光素子において、前記第２のクラッド層にはｎ
型及びｐ型の不純物が添加され、前記ｐ型不純物の濃度
が１×１０17ｃｍ -3以上であり、且つ前記ｐｎ接合が前
記ｐ型活性層とのヘテロ接合部から０〜１μｍの位置に
形成されるようにしたことにより、従来の発光素子より
も高い輝度を得ることができる。
【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。
を示す図である。
【図２】本発明の発光素子の製造方法の一例を示す工程
図である。
図である。
【図３】本発明の発光素子の一実施例の深さ方向の不純
物濃度プロファイルを示す図である。
物濃度プロファイルを示す図である。
【図４】ｎ型クラッド層のＺｎ濃度と発光素子の相対輝
度との関係を示す図である。
度との関係を示す図である。
【図５】本発明の発光素子の実施例（ｎ型クラッド層の
Ｚｎ濃度：１×１０17〜５×１０17ｃｍ-3）と従来の発
光素子（ｎ型クラッド層のＺｎ濃度：１×１０16〜５×
１０16ｃｍ-3）における輝度分布を示す図である。
Ｚｎ濃度：１×１０17〜５×１０17ｃｍ-3）と従来の発
光素子（ｎ型クラッド層のＺｎ濃度：１×１０16〜５×
１０16ｃｍ-3）における輝度分布を示す図である。
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Ｇａ溶液 ２３ 第２溶液溜 ２３ａ ｐ型活性層成長用Ｇａ溶液 ２４ 第３溶液溜 ２４ａ ｎ型クラッド層成長用Ｇａ溶液 ２５ 操作棒
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 33/00
Claims (7)
- 【請求項１】 ｐ型の混晶型化合物半導体から成る第１
のクラッド層、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ｐ型活性層、及び全
域又は前記ｐ型活性層とのヘテロ接合部近傍以外の領域
においてｎ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ｐ型活性層が前記第１及
び第２のクラッド層の間に形成された構造であるダブル
ヘテロ接合構造を有する発光素子において、 前記第２のクラッド層にはｎ型及びｐ型の不純物が添加
され、ｐ型不純物の濃度が１×１０17ｃｍ-3以上であ
り、且つｐｎ接合が前記ｐ型活性層とのヘテロ接合部か
ら０〜１μｍの位置に形成されることを特徴とする発光
素子。 - 【請求項２】 前記ｐ型活性層のｐ型不純物濃度が１×
１０17ｃｍ-3以上であることを特徴とする請求項１記載
の発光素子。 - 【請求項３】 前記第１のクラッド層の前記ｐ型活性層
とのヘテロ接合部近傍におけるｐ型不純物濃度ＰPが前
記ｐ型活性層のｐ型不純物濃度ＰA以下であることを特
徴とする請求項１又は請求項２記載の発光素子。 - 【請求項４】 前記ｐ型活性層、前記第１のクラッド層
及び第２のクラッド層に添加されるｐ型不純物が少なく
とも亜鉛（Ｚｎ）を含むことを特徴とする請求項１ない
し請求項３のいずれか記載の発光素子。 - 【請求項５】 前記第１のクラッド層がＧａ1-xＡｌxＡ
ｓ（ｘは０＜ｘ＜１なる数）、前記第２のクラッド層が
Ｇａ1-zＡｌzＡｓ（ｚは０＜ｚ＜１なる数）、及び前記
ｐ型活性層がＧａ1-yＡｌyＡｓ（ｙは０＜ｙ＜１なる
数）でそれぞれ表される混晶型化合物半導体から成るこ
とを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか記載
の発光素子。 - 【請求項６】 前記ｘ及びｚが０．５〜０．８５の範囲
の数であり、前記ｙが０．２５〜０．４５の範囲の数で
あることを特徴とする請求項５に記載の発光素子。 - 【請求項７】 前記第２のクラッド層に添加されるｎ型
不純物がＴｅ又はＳｎである請求項１ないし請求項６の
いずれか記載の発光素子。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25892294A JP2795195B2 (ja) | 1994-09-28 | 1994-09-28 | 発光素子 |
| US08/527,611 US5808324A (en) | 1994-09-28 | 1995-09-13 | Light emitting device |
| DE69514304T DE69514304T2 (de) | 1994-09-28 | 1995-09-18 | Lichtemittierende Vorrichtung |
| EP95306555A EP0704914B1 (en) | 1994-09-28 | 1995-09-18 | Light emitting device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25892294A JP2795195B2 (ja) | 1994-09-28 | 1994-09-28 | 発光素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0897466A JPH0897466A (ja) | 1996-04-12 |
| JP2795195B2 true JP2795195B2 (ja) | 1998-09-10 |
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ID=17326908
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25892294A Expired - Fee Related JP2795195B2 (ja) | 1994-09-28 | 1994-09-28 | 発光素子 |
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| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5808324A (ja) |
| EP (1) | EP0704914B1 (ja) |
| JP (1) | JP2795195B2 (ja) |
| DE (1) | DE69514304T2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6265732B1 (en) | 1998-11-30 | 2001-07-24 | Sharp Kabushiki Kaisha | Light emitting diode |
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|---|---|---|---|---|
| TW319916B (ja) * | 1995-06-05 | 1997-11-11 | Hewlett Packard Co | |
| US6335547B1 (en) * | 1999-04-27 | 2002-01-01 | Showa Denko K.K. | Epitaxial wafer for infrared light-emitting device and light-emitting device using the same |
| JP2001274456A (ja) * | 2000-01-18 | 2001-10-05 | Sharp Corp | 発光ダイオード |
| TWI272666B (en) * | 2002-01-28 | 2007-02-01 | Semiconductor Energy Lab | Semiconductor device and method of manufacturing the same |
| US8304784B2 (en) | 2009-02-24 | 2012-11-06 | Andrew Locke | Illumination device |
| JP6943114B2 (ja) * | 2017-09-26 | 2021-09-29 | 沖電気工業株式会社 | 発光サイリスタ、光プリントヘッド、及び画像形成装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6086879A (ja) * | 1983-10-19 | 1985-05-16 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 半導体発光素子の製造方法 |
| US5172195A (en) * | 1990-04-18 | 1992-12-15 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Double heterostructure GaAlAs 610-640 nm LED |
| JP2653562B2 (ja) * | 1991-02-05 | 1997-09-17 | 三菱電機株式会社 | 半導体レーザおよびその製造方法 |
| US5264397A (en) * | 1991-02-15 | 1993-11-23 | The Whitaker Corporation | Method for activating zinc in semiconductor devices |
| US5323027A (en) * | 1991-05-31 | 1994-06-21 | Shin-Etsu Handotai Kabushiki Kaisha | Light emitting device with double heterostructure |
-
1994
- 1994-09-28 JP JP25892294A patent/JP2795195B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1995
- 1995-09-13 US US08/527,611 patent/US5808324A/en not_active Expired - Fee Related
- 1995-09-18 EP EP95306555A patent/EP0704914B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1995-09-18 DE DE69514304T patent/DE69514304T2/de not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6265732B1 (en) | 1998-11-30 | 2001-07-24 | Sharp Kabushiki Kaisha | Light emitting diode |
| US6384430B1 (en) | 1998-11-30 | 2002-05-07 | Sharp Kabushiki Kaisha | Light emitting diode |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5808324A (en) | 1998-09-15 |
| DE69514304T2 (de) | 2000-07-27 |
| DE69514304D1 (de) | 2000-02-10 |
| EP0704914A1 (en) | 1996-04-03 |
| EP0704914B1 (en) | 2000-01-05 |
| JPH0897466A (ja) | 1996-04-12 |
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