JP3117203B2 - 発光ダイオードおよびその製造方法 - Google Patents
発光ダイオードおよびその製造方法Info
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- JP3117203B2 JP3117203B2 JP22564189A JP22564189A JP3117203B2 JP 3117203 B2 JP3117203 B2 JP 3117203B2 JP 22564189 A JP22564189 A JP 22564189A JP 22564189 A JP22564189 A JP 22564189A JP 3117203 B2 JP3117203 B2 JP 3117203B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明はIn1-y（Ga1-xAlx）yP系半導体材料（０≦ｘ
≦１、０≦ｙ≦１）を使用した可視光発光ダイオードお
よびその製造方法に関する。
≦１、０≦ｙ≦１）を使用した可視光発光ダイオードお
よびその製造方法に関する。
（従来の技術） In1-y（Ga1-xAlx）yP混晶（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦
１）はGaAsに格子整合するIII−Ｖ族化合物半導体の中
で直接遷移バンドギャップが最も大きいことから可視光
領域の発光素子用材料として注目されている。そして最
近、有機金属を用いた化学気相成長法（以下、MOCVD法
と略記する）によりGaAs基板上にInGaAlP結晶層を形成
することが可能となっており、この技術を利用した可視
光半導体レーザが報告されている。
１）はGaAsに格子整合するIII−Ｖ族化合物半導体の中
で直接遷移バンドギャップが最も大きいことから可視光
領域の発光素子用材料として注目されている。そして最
近、有機金属を用いた化学気相成長法（以下、MOCVD法
と略記する）によりGaAs基板上にInGaAlP結晶層を形成
することが可能となっており、この技術を利用した可視
光半導体レーザが報告されている。
可視光領域の発光ダイオードは赤色領域では、GaAlAs
系材料を利用することにより高輝度の素子が実現されて
いるが、それより短波長領域ではGaPやGaAsPのような間
接遷移型を用いているため、赤色領域のものに匹敵する
ような高輝度のものが実現されていない。
系材料を利用することにより高輝度の素子が実現されて
いるが、それより短波長領域ではGaPやGaAsPのような間
接遷移型を用いているため、赤色領域のものに匹敵する
ような高輝度のものが実現されていない。
ところで、叙上のように、InGaAlP系材料は緑色領域
まで直接遷移型のバンド構造を有するため、広い可視光
領域にわたって高輝度の発光ダイオードを実現できる可
能性をもっている。しかし、これを実現する上で素子の
直列抵抗を小さくするため抵抗率の小さいInGaAlPを成
長させる必要があるが、抵抗率の小さいInGaAlPを得る
ことは容易でなく、特にｐ型層にあっては極めて難し
い。ｐ型層の抵抗率を小さくするためには高濃度の不純
物を添加する必要があるが、InGaAlP系材料にあっては
高濃度にｐ系不純物を添加していくと、添加不純物の一
部しか電気的に活性化しない、すなわち活性化率の低下
が起こり、キャリア濃度の飽和が生じる。更に、Al組成
が大きくなると、添加不純物の取り込まれ率が低下する
ため、添加できる不純物濃度にも限界がある。また、In
GaAlPのキャリアの移動度は比較的小さく、特に正孔の
移動度は10〜20cm2/V・ｓと極めて小さいため、1018cm
-3程度のドーピングでも抵抗率はあまり低くすることは
できない。このため、ｎ型GaAs基板上にｎ型InGaAlPク
ラッド層、InGaAlP活性層、ｐ型InGaAlPクラッド層の順
に積層した構造では、電極から注入された正孔が横方向
に広がりにくく、活性層での発光再結合の大部分はｐ型
層側電極の下で起こるため、発光はｐ型層側電極の周辺
部でしか観測されず、発光の取り出し効率が極めて悪く
なる。一方、ｎ型のドーパンドは高濃度ドーピングが比
較的容易であるので、ｐ型GaAs基板上にｐ型InGaAlPク
ラッド層、InGaAlP活性層、ｎ型InGaAlPクラッド層の順
に積層した構造が考えられる。InGaAlPの電子の移動度
はクラッド層に用いられるAl組成の大きい組成範囲では
100cm2/V・ｓ前後とあまり高くなく、注入電流の横方向
への広がりをはかるにはｎ型クラッド層の厚さを数10μ
ｍ以上に厚くする必要がある。しかし、InGaAlP材料の
結晶成長法として適しているMOCVD法でこの程度の厚い
膜を成長させることは原理的に不可能ではないが、成長
時間が極めて長くなったり、Ｖ族原料ガスを極めて大量
に流すことが必要になるなど実現上の大きな障害があ
る。
まで直接遷移型のバンド構造を有するため、広い可視光
領域にわたって高輝度の発光ダイオードを実現できる可
能性をもっている。しかし、これを実現する上で素子の
直列抵抗を小さくするため抵抗率の小さいInGaAlPを成
長させる必要があるが、抵抗率の小さいInGaAlPを得る
ことは容易でなく、特にｐ型層にあっては極めて難し
い。ｐ型層の抵抗率を小さくするためには高濃度の不純
物を添加する必要があるが、InGaAlP系材料にあっては
高濃度にｐ系不純物を添加していくと、添加不純物の一
部しか電気的に活性化しない、すなわち活性化率の低下
が起こり、キャリア濃度の飽和が生じる。更に、Al組成
が大きくなると、添加不純物の取り込まれ率が低下する
ため、添加できる不純物濃度にも限界がある。また、In
GaAlPのキャリアの移動度は比較的小さく、特に正孔の
移動度は10〜20cm2/V・ｓと極めて小さいため、1018cm
-3程度のドーピングでも抵抗率はあまり低くすることは
できない。このため、ｎ型GaAs基板上にｎ型InGaAlPク
ラッド層、InGaAlP活性層、ｐ型InGaAlPクラッド層の順
に積層した構造では、電極から注入された正孔が横方向
に広がりにくく、活性層での発光再結合の大部分はｐ型
層側電極の下で起こるため、発光はｐ型層側電極の周辺
部でしか観測されず、発光の取り出し効率が極めて悪く
なる。一方、ｎ型のドーパンドは高濃度ドーピングが比
較的容易であるので、ｐ型GaAs基板上にｐ型InGaAlPク
ラッド層、InGaAlP活性層、ｎ型InGaAlPクラッド層の順
に積層した構造が考えられる。InGaAlPの電子の移動度
はクラッド層に用いられるAl組成の大きい組成範囲では
100cm2/V・ｓ前後とあまり高くなく、注入電流の横方向
への広がりをはかるにはｎ型クラッド層の厚さを数10μ
ｍ以上に厚くする必要がある。しかし、InGaAlP材料の
結晶成長法として適しているMOCVD法でこの程度の厚い
膜を成長させることは原理的に不可能ではないが、成長
時間が極めて長くなったり、Ｖ族原料ガスを極めて大量
に流すことが必要になるなど実現上の大きな障害があ
る。
（発明が解決しようとする課題） 以上述べたようにIn1-y（Ga1-xAlx）yP（０≦ｘ≦
１、０≦ｙ≦１）の半導体材料を用いた発光ダイオード
においては、発光の取り出し効率が低いことなど高輝度
の素子を実現することは容易でない。
１、０≦ｙ≦１）の半導体材料を用いた発光ダイオード
においては、発光の取り出し効率が低いことなど高輝度
の素子を実現することは容易でない。
本発明は上記事情を考慮してなされたもので、ダブル
ヘテロ構造の積層方法に工夫を加えることにより、高輝
度の可視光発光ダイオードを提供することを目的とす
る。
ヘテロ構造の積層方法に工夫を加えることにより、高輝
度の可視光発光ダイオードを提供することを目的とす
る。
（課題を解決するための手段） ｎ型クラッド層、活性層、ｐ型クラッド層からなるIn
1-y（Ga1-xAlx）yP（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１）のダブ
ルヘテロ接合部と、前記ｎ型クラッド層側に形成された
ｎ型側電極と、前記ｐ型クラッド側のほぼ中央部上に形
成されたｐ型側電極と、前記ｐ型側電極直下の前記ｐ型
クラッド層上に形成されたｎ型電流阻止部とを具備し、
前記ｐ型クラッド層中の電流は前記電流阻止部がｎ型で
あることによるpn接合電位障壁により周辺部に生じ、発
光は前記ｐ型側電極の外側に該当する領域で生じること
を特徴とする発光ダイオード。
1-y（Ga1-xAlx）yP（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１）のダブ
ルヘテロ接合部と、前記ｎ型クラッド層側に形成された
ｎ型側電極と、前記ｐ型クラッド側のほぼ中央部上に形
成されたｐ型側電極と、前記ｐ型側電極直下の前記ｐ型
クラッド層上に形成されたｎ型電流阻止部とを具備し、
前記ｐ型クラッド層中の電流は前記電流阻止部がｎ型で
あることによるpn接合電位障壁により周辺部に生じ、発
光は前記ｐ型側電極の外側に該当する領域で生じること
を特徴とする発光ダイオード。
（作 用） 以上説明したように、In1-y（Ga1-xAlx）yP（０≦ｘ
≦１、０≦ｙ≦１）の発光ダイオードにおいては、発光
が表面電極の周辺部に限られるという問題点があった。
しかし、本発明者らの研究の結果、ｎ型クラッド層中に
ｐ型の電流阻止部を設けることにより前記問題点を回避
できること、また、電流阻止部はｐ型クラッド層中に含
まれるｐ型不純物の選択拡散で形成できることがわかっ
た。すなわち、この構造ではｐ型クラッド層中の電流の
流れは電流阻止部がｎ型であることによるpn接合電位障
壁により周辺部方向に曲げられるため、発光はｐ型側電
極の外側に該当する領域で生じ、発光の取り出し効率が
向上する。さらに、ｐ型クラッド層中に含まれるｐ型不
純物の拡散はｐ型クラッド層上のキャップ層の構造に依
存することがわかった。すなわち、ｎ型のInGaAlP層上
に不純物としてZnを含んだｐ型のInGaAlP層を成長さ
せ、さらにその上にｎ型のGaAsキャップ層を成長させた
のち、このGaAsキャップ層の一部をエッチングにより取
り除いてｐ型InGaAlP層の表面が露出している部分と、G
aAsキャップ層によりおおわれている部分を作り、アニ
ールしたところ、ｎ型GaAsキャップ層が付いている部分
の下のｎ型InGaAlP層にはZnが拡散しｐ型に変換する
が、ｎ型GaAsキャップ層を除去した部分の下のｎ型InGa
AlP層にはZnは拡散しておらずｎ型のままであった。ま
た、このZnの拡散はｐ型InGaAlP層中に含まれるZnの濃
度が高い程生じやすくなり、かつ、ｎ型InGaAlP層のAl
組成が大きい程拡散が起こりやすい。従って、ｐ型クラ
ッドInGaAlP層中に挿入されたｎ型InGaAlP層のAl組成を
InGaAlP活性層のAl組成より大きくしておき、ｐ型クラ
ッド層中のZnの濃度を適正化すれば、ｐ型クラッド層表
面に形成してあるｎ型GaAsキャップ層の形状に対応した
形のｎ型InGaAlP層をｐ型クラッド層中に埋め込むこと
ができる。また、キャップ層としてはｎ型GaAs以外でも
ｎ型GaAlAsやｎ型InGaAlPでも同様の効果が認められ
る。
≦１、０≦ｙ≦１）の発光ダイオードにおいては、発光
が表面電極の周辺部に限られるという問題点があった。
しかし、本発明者らの研究の結果、ｎ型クラッド層中に
ｐ型の電流阻止部を設けることにより前記問題点を回避
できること、また、電流阻止部はｐ型クラッド層中に含
まれるｐ型不純物の選択拡散で形成できることがわかっ
た。すなわち、この構造ではｐ型クラッド層中の電流の
流れは電流阻止部がｎ型であることによるpn接合電位障
壁により周辺部方向に曲げられるため、発光はｐ型側電
極の外側に該当する領域で生じ、発光の取り出し効率が
向上する。さらに、ｐ型クラッド層中に含まれるｐ型不
純物の拡散はｐ型クラッド層上のキャップ層の構造に依
存することがわかった。すなわち、ｎ型のInGaAlP層上
に不純物としてZnを含んだｐ型のInGaAlP層を成長さ
せ、さらにその上にｎ型のGaAsキャップ層を成長させた
のち、このGaAsキャップ層の一部をエッチングにより取
り除いてｐ型InGaAlP層の表面が露出している部分と、G
aAsキャップ層によりおおわれている部分を作り、アニ
ールしたところ、ｎ型GaAsキャップ層が付いている部分
の下のｎ型InGaAlP層にはZnが拡散しｐ型に変換する
が、ｎ型GaAsキャップ層を除去した部分の下のｎ型InGa
AlP層にはZnは拡散しておらずｎ型のままであった。ま
た、このZnの拡散はｐ型InGaAlP層中に含まれるZnの濃
度が高い程生じやすくなり、かつ、ｎ型InGaAlP層のAl
組成が大きい程拡散が起こりやすい。従って、ｐ型クラ
ッドInGaAlP層中に挿入されたｎ型InGaAlP層のAl組成を
InGaAlP活性層のAl組成より大きくしておき、ｐ型クラ
ッド層中のZnの濃度を適正化すれば、ｐ型クラッド層表
面に形成してあるｎ型GaAsキャップ層の形状に対応した
形のｎ型InGaAlP層をｐ型クラッド層中に埋め込むこと
ができる。また、キャップ層としてはｎ型GaAs以外でも
ｎ型GaAlAsやｎ型InGaAlPでも同様の効果が認められ
る。
（実施例） 第１図に本発明にかかる発光ダイオードの第１の実施
例の構造を断面図で示す。第１図に示すように、Siドー
プによりｎ濃度が３×1018cm-3のｎ−GaAs基板11上に、
Siドープによりｎ濃度が２×1018cm-3、層厚0.5μｍの
ｎ−GaAsバッファ層12、Siドープによりｎ濃度が２×10
18cm-3、層厚２μｍのｎ−In0.5（Ga0.3Al0.7）0.5Ｐク
ラッド層13、アンドープで層厚0.5μｍのIn0.5（Ga0.55
Al0.45）0.5Ｐ活性層14、Znドープによりｐ濃度が４×1
017cm-3、層厚１μｍのｐ−In0.5（Ga0.3Al0.7）0.5Ｐ
第１クラッド層15、Siドープによりｎ濃度が２×1017cm
-3、層厚0.5μｍのｎ−In0.5（Ga0.3Al0.7）0.5Ｐ電流
阻止層16、Znドープによりｐ濃度が７×1017cm-3、層厚
１μｍのｐ−In0.5（Ga0.3Al0.7）0.5Ｐ第２クラッド層
17、Znドープによりｐ濃度が１×1018cm-3、層厚0.05μ
ｍのｐ−In0.5Ga0.5Ｐコンタクト層18、からなる積層層
によるダブルヘテロ接合構造部を備えている。また、上
記GaAs基板11の裏面側にｎ型側電極すなわちAu−Ge電極
19a、上記コンタクト層18上にｐ型側電極すなわちAu−Z
n電極19bが夫々設けられている。
例の構造を断面図で示す。第１図に示すように、Siドー
プによりｎ濃度が３×1018cm-3のｎ−GaAs基板11上に、
Siドープによりｎ濃度が２×1018cm-3、層厚0.5μｍの
ｎ−GaAsバッファ層12、Siドープによりｎ濃度が２×10
18cm-3、層厚２μｍのｎ−In0.5（Ga0.3Al0.7）0.5Ｐク
ラッド層13、アンドープで層厚0.5μｍのIn0.5（Ga0.55
Al0.45）0.5Ｐ活性層14、Znドープによりｐ濃度が４×1
017cm-3、層厚１μｍのｐ−In0.5（Ga0.3Al0.7）0.5Ｐ
第１クラッド層15、Siドープによりｎ濃度が２×1017cm
-3、層厚0.5μｍのｎ−In0.5（Ga0.3Al0.7）0.5Ｐ電流
阻止層16、Znドープによりｐ濃度が７×1017cm-3、層厚
１μｍのｐ−In0.5（Ga0.3Al0.7）0.5Ｐ第２クラッド層
17、Znドープによりｐ濃度が１×1018cm-3、層厚0.05μ
ｍのｐ−In0.5Ga0.5Ｐコンタクト層18、からなる積層層
によるダブルヘテロ接合構造部を備えている。また、上
記GaAs基板11の裏面側にｎ型側電極すなわちAu−Ge電極
19a、上記コンタクト層18上にｐ型側電極すなわちAu−Z
n電極19bが夫々設けられている。
次に、本発明の一実施例に係る発光ダイオードの製造
方法を第１図および第２図を参照して説明する。まず、
Siドープによりｎ濃度が３×1018cm-3のｎ−GaAs基板11
を用意し、この上面に減圧有機金属気相成長法（以下、
減圧MOCVD法と略記する）によりSiをドープしｎ濃度が
３×1018cm-3、層厚0.5μｍのｎ−GaAsバッファ層12を
形成したのち、同様にSiをドープしてｎ濃度が３×1018
cm-3、層厚２μｍのｎ−In0.5（Ga0.3Al0.7）0.5Ｐクラ
ッド層13を、ついで、アンドープで層厚0.5μｍのIn0.5
（Ga0.55Al0.45）0.5Ｐ活性層14を、ついで、Znドープ
によりｐ濃度が４×1017cm-3、層厚１μｍのｐ−In0.5
（Ga0.3Al0.7）0.5Ｐ第１クラッド層15を、ついで、Si
ドープによりｎ濃度が２×1017cm-3、層厚0.5μｍのｎ
−In0.5（Ga0.3Al0.7）0.5Ｐ電流阻止層16を、ついで、
Znドープによりｐ濃度が７×1017cm-3、層厚１μｍのｐ
−In0.5（Ga0.3Al0.7）0.5Ｐ第２クラッド層17を、つい
で、Znドープによりｐ濃度が１×1018cm-3、層厚0.05μ
ｍのｐ−In0.5Ga0.5Ｐコンタクト層18を順次成長させ、
これらの積層層によるダブルヘテロ接合構造部を形成す
る。ついで、Siドープによりｎ濃度が８×1018cm-3、層
厚0.5μｍのｎ−GaAsキャップ層20を成長させる（第２
図（ａ））。上記減圧MOCVD法による成長条件として
は、基板温度730℃、反応管内圧力25Torr、成長速度３
μm/時で行なった。
方法を第１図および第２図を参照して説明する。まず、
Siドープによりｎ濃度が３×1018cm-3のｎ−GaAs基板11
を用意し、この上面に減圧有機金属気相成長法（以下、
減圧MOCVD法と略記する）によりSiをドープしｎ濃度が
３×1018cm-3、層厚0.5μｍのｎ−GaAsバッファ層12を
形成したのち、同様にSiをドープしてｎ濃度が３×1018
cm-3、層厚２μｍのｎ−In0.5（Ga0.3Al0.7）0.5Ｐクラ
ッド層13を、ついで、アンドープで層厚0.5μｍのIn0.5
（Ga0.55Al0.45）0.5Ｐ活性層14を、ついで、Znドープ
によりｐ濃度が４×1017cm-3、層厚１μｍのｐ−In0.5
（Ga0.3Al0.7）0.5Ｐ第１クラッド層15を、ついで、Si
ドープによりｎ濃度が２×1017cm-3、層厚0.5μｍのｎ
−In0.5（Ga0.3Al0.7）0.5Ｐ電流阻止層16を、ついで、
Znドープによりｐ濃度が７×1017cm-3、層厚１μｍのｐ
−In0.5（Ga0.3Al0.7）0.5Ｐ第２クラッド層17を、つい
で、Znドープによりｐ濃度が１×1018cm-3、層厚0.05μ
ｍのｐ−In0.5Ga0.5Ｐコンタクト層18を順次成長させ、
これらの積層層によるダブルヘテロ接合構造部を形成す
る。ついで、Siドープによりｎ濃度が８×1018cm-3、層
厚0.5μｍのｎ−GaAsキャップ層20を成長させる（第２
図（ａ））。上記減圧MOCVD法による成長条件として
は、基板温度730℃、反応管内圧力25Torr、成長速度３
μm/時で行なった。
次いで、第２図（ｂ）に示す如く、ｎ−GaAsキャップ
層（20）のうちｐ型側電極を付けるべき部分をエッチン
グにより除去したのち、650℃で30分間アニールする。
このとき、ｐ−In0.5Ga0.5Ｐコンタクト層18の露出表面
からのＰの蒸発を防ぐためPH3雰囲気でアニールする。
このアニールによってｎ−In0.5（Ga0.3Al0.7）0.5Ｐ電
流阻止層16のうち、ｎ−GaAsキャップ層20の下部に対応
する部分16aがｐ型の導電型に変化した。
層（20）のうちｐ型側電極を付けるべき部分をエッチン
グにより除去したのち、650℃で30分間アニールする。
このとき、ｐ−In0.5Ga0.5Ｐコンタクト層18の露出表面
からのＰの蒸発を防ぐためPH3雰囲気でアニールする。
このアニールによってｎ−In0.5（Ga0.3Al0.7）0.5Ｐ電
流阻止層16のうち、ｎ−GaAsキャップ層20の下部に対応
する部分16aがｐ型の導電型に変化した。
次いで、第２図（ｃ）に示す如く、ｎ−GaAsキャップ
層20をエッチングにより除去したのち、第２図（ｄ）に
示す如く、ｎ−GaAs基板11の裏面全面にAu−Ge電極19a
を、上記ｐ−In0.5Ga0.5Ｐコンタクト層上18には、Au−
Zn電極19bを設け、ｐ−In0.5Ga0.5Ｐキャップ層20のAu
−Zn電極部19b以外の部分はエッチングにより除去す
る。
層20をエッチングにより除去したのち、第２図（ｄ）に
示す如く、ｎ−GaAs基板11の裏面全面にAu−Ge電極19a
を、上記ｐ−In0.5Ga0.5Ｐコンタクト層上18には、Au−
Zn電極19bを設け、ｐ−In0.5Ga0.5Ｐキャップ層20のAu
−Zn電極部19b以外の部分はエッチングにより除去す
る。
上述の積層構造を有する0.3mm×0.3mm角の素子に順方
向に電圧を印加し電流を流したところ550mmにピーク波
長を有する緑色発光がAu−Zn電極部を除いた周辺部から
観測された。次に、この素子をエポキシ樹脂でモールド
した素子を作製し、輝度を測定したところ500mcdをこえ
る高輝度の緑色発光ダイオードを得ることができた。こ
の成果は、従来GaPによる発光輝度が200mcdを越えるこ
とができなかったのに比べ、顕著なものである。
向に電圧を印加し電流を流したところ550mmにピーク波
長を有する緑色発光がAu−Zn電極部を除いた周辺部から
観測された。次に、この素子をエポキシ樹脂でモールド
した素子を作製し、輝度を測定したところ500mcdをこえ
る高輝度の緑色発光ダイオードを得ることができた。こ
の成果は、従来GaPによる発光輝度が200mcdを越えるこ
とができなかったのに比べ、顕著なものである。
なお、本発明は上述した実施例に限定されるものでは
ない。実施例では電流阻止層の組成としてはIn0.5（Ga
0.3Al0.7）0.5Ｐを用いたが、活性層からの発光波長に
対して透明であるのに十分なバンドギャップをもってお
れば良く、この組成に限るものではない。実施例では活
性層の組成としてはIn0.5（Ga0.55Al0.45）0.5Ｐを用い
たが、Al組成を変化させることによって赤色から緑色域
にわたる可視光領域の発光を得ることができる。また、
クラッド層の組成は実施例ではIn0.5（Ga0.3Al0.7）0.5
Ｐを用いたが、キャリアの閉じ込めに十分な活性層との
バンドギャップ差があれば良く、この組成に限るもので
はない。さらに、実施例ではキャップ層としてｎ型GaAs
用いたが、ｎ型GaAlAsあるいはｎ型InGaAlPを用いても
同様の効果がある。また、実施例ではｐ型クラッド層へ
の添加不純物としてはZnを用いたが、Mgなどの他のｐ型
不純物を用いても同様の効果がある。その他、本発明の
要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することがで
きる。
ない。実施例では電流阻止層の組成としてはIn0.5（Ga
0.3Al0.7）0.5Ｐを用いたが、活性層からの発光波長に
対して透明であるのに十分なバンドギャップをもってお
れば良く、この組成に限るものではない。実施例では活
性層の組成としてはIn0.5（Ga0.55Al0.45）0.5Ｐを用い
たが、Al組成を変化させることによって赤色から緑色域
にわたる可視光領域の発光を得ることができる。また、
クラッド層の組成は実施例ではIn0.5（Ga0.3Al0.7）0.5
Ｐを用いたが、キャリアの閉じ込めに十分な活性層との
バンドギャップ差があれば良く、この組成に限るもので
はない。さらに、実施例ではキャップ層としてｎ型GaAs
用いたが、ｎ型GaAlAsあるいはｎ型InGaAlPを用いても
同様の効果がある。また、実施例ではｐ型クラッド層へ
の添加不純物としてはZnを用いたが、Mgなどの他のｐ型
不純物を用いても同様の効果がある。その他、本発明の
要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することがで
きる。
以上説明したように本発明によれば、In1-y（Ga1-xAl
x）yP系材料（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１）を用いた発光
ダイオードにおいて、ｐ型クラッド層中の電流の流れは
電流阻止部がｎ型であることによるpn接合電位障壁によ
り周辺部方向に曲げられるため、発光はｐ型側電極の外
側に該当する領域で生じて発光の取り出し効果が向上す
る。また、前記ｐ型クラッド層中の電流の広がりをはか
るための電流阻止部が埋込み形成されているので、電流
広がりにより発光が電極に遮られることなく取り出せ、
高輝度の可視光発光ダイオードを実現することが可能で
ある顕著な利点がある。
x）yP系材料（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１）を用いた発光
ダイオードにおいて、ｐ型クラッド層中の電流の流れは
電流阻止部がｎ型であることによるpn接合電位障壁によ
り周辺部方向に曲げられるため、発光はｐ型側電極の外
側に該当する領域で生じて発光の取り出し効果が向上す
る。また、前記ｐ型クラッド層中の電流の広がりをはか
るための電流阻止部が埋込み形成されているので、電流
広がりにより発光が電極に遮られることなく取り出せ、
高輝度の可視光発光ダイオードを実現することが可能で
ある顕著な利点がある。
また、本発明は上記電流阻止部の埋め込み形成が１回
の結晶成長で達成できる利点もあり、本発明は有用性の
大きいものである。
の結晶成長で達成できる利点もあり、本発明は有用性の
大きいものである。
第１図は本発明にかかる１実施例の発光ダイオードの断
面図、第２図（ａ）〜（ｄ）は１実施例の発光ダイオー
ドの製造方法を工程順に示すいずれも断面図である。 11……ｎ−GaAs基板、 12……ｎ−GaAsバッファ層 13……ｎ−In0.5（Ga0.3Al0.7）0.5Ｐクラッド層 14……アンドープIn0.5（Ga0.55Al0.45）0.5Ｐ活性層 15……ｐ−In0.5（Ga0.3Al0.7）0.5Ｐ第１クラッド層 16、26……ｎ−In0.5（Ga0.3Al0.7）0.5Ｐ電流阻止層 17……ｐ−In0.5（Ga0.3Al0.7）0.5Ｐ第２クラッド層 18、28……ｐ−In0.5Ga0.5Ｐコンタクト層 19a……Au−Ge電極、 19b、29b……Au−Zn電極
面図、第２図（ａ）〜（ｄ）は１実施例の発光ダイオー
ドの製造方法を工程順に示すいずれも断面図である。 11……ｎ−GaAs基板、 12……ｎ−GaAsバッファ層 13……ｎ−In0.5（Ga0.3Al0.7）0.5Ｐクラッド層 14……アンドープIn0.5（Ga0.55Al0.45）0.5Ｐ活性層 15……ｐ−In0.5（Ga0.3Al0.7）0.5Ｐ第１クラッド層 16、26……ｎ−In0.5（Ga0.3Al0.7）0.5Ｐ電流阻止層 17……ｐ−In0.5（Ga0.3Al0.7）0.5Ｐ第２クラッド層 18、28……ｐ−In0.5Ga0.5Ｐコンタクト層 19a……Au−Ge電極、 19b、29b……Au−Zn電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−3480（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−240083（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−5077（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−102786（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−181980（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】ｎ型クラッド層、活性層、ｐ型クラッド層
からなるダブルヘテロ接合部と、前記ｎ型クラッド層側
に形成された第１の電極と、前記ｐ型クラッド層のほぼ
中央部上に形成された第２の電極と、この第２の電極直
下の前記ｐ型クラッド層内に埋め込まれたｎ型電流阻止
部と、前記第２の電極直下の前記ｐ型クラッド層上に形
成されたｐ型コンタクト層パターンとを具備することを
特徴とする発光ダイオード。 - 【請求項２】GaAs基板上にｎ型クラッド層、活性層、第
１のｐ型クラッド層、ｎ型電流阻止部となるｎ型半導体
層、及び第２のｐ型クラッド層を順次積層する工程と、
前記活性層のほぼ中央部上以外の前記ｎ型半導体層中に
前記ｐ型クラッド層中のｐ型不純物を選択的に拡散させ
て、前記活性層のほぼ中央部上に前記ｎ型電流阻止部を
形成する工程と、前記ｎ型クラッド層側に第１の電極を
形成する工程と、前記第２のｐ型クラッド層上に前記ｎ
型電流阻止部に対向するｐ型コンタクト層パターン及び
第２の電極を順に積層する工程とを具備することを特徴
とする発光ダイオードの製造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22564189A JP3117203B2 (ja) | 1989-08-31 | 1989-08-31 | 発光ダイオードおよびその製造方法 |
| US07/530,120 US5048035A (en) | 1989-05-31 | 1990-05-29 | Semiconductor light emitting device |
| DE4017632A DE4017632C2 (de) | 1989-05-31 | 1990-05-31 | Lichtemittierende Halbleitervorrichtung |
| US07/747,128 US5153889A (en) | 1989-05-31 | 1991-08-19 | Semiconductor light emitting device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22564189A JP3117203B2 (ja) | 1989-08-31 | 1989-08-31 | 発光ダイオードおよびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0389568A JPH0389568A (ja) | 1991-04-15 |
| JP3117203B2 true JP3117203B2 (ja) | 2000-12-11 |
Family
ID=16832486
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22564189A Expired - Fee Related JP3117203B2 (ja) | 1989-05-31 | 1989-08-31 | 発光ダイオードおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3117203B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP3667354B2 (ja) | 1992-11-27 | 2005-07-06 | 富士通株式会社 | ヘッドスライダ支持体 |
| US7795623B2 (en) | 2004-06-30 | 2010-09-14 | Cree, Inc. | Light emitting devices having current reducing structures and methods of forming light emitting devices having current reducing structures |
| US7335920B2 (en) | 2005-01-24 | 2008-02-26 | Cree, Inc. | LED with current confinement structure and surface roughening |
-
1989
- 1989-08-31 JP JP22564189A patent/JP3117203B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0389568A (ja) | 1991-04-15 |
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |