JP3146637B2 - エピタキシャルウェーハ及び黄色発光ダイオード - Google Patents
エピタキシャルウェーハ及び黄色発光ダイオードInfo
- Publication number
- JP3146637B2 JP3146637B2 JP16124692A JP16124692A JP3146637B2 JP 3146637 B2 JP3146637 B2 JP 3146637B2 JP 16124692 A JP16124692 A JP 16124692A JP 16124692 A JP16124692 A JP 16124692A JP 3146637 B2 JP3146637 B2 JP 3146637B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- carrier concentration
- epitaxial wafer
- type
- substrate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Led Devices (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、エピタキシャル成長方
法によるウェーハに係り、特に格子ミスマッチのあるヘ
テロ接合とＤＨ構造を有し、ＤＨ構造部分の結晶を特定
することによる高輝度黄色〜赤色発光ダイオードの作製
に関するものである。
法によるウェーハに係り、特に格子ミスマッチのあるヘ
テロ接合とＤＨ構造を有し、ＤＨ構造部分の結晶を特定
することによる高輝度黄色〜赤色発光ダイオードの作製
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、可視光領域の発光ダイオード（Ｌ
ＥＤ）やレ−ザ−ダイオード（ＬＤ）用の材料として
（ＡｌX Ｇａ1-X ）Y Ｉｎ1-Y Ｐ（０≦Ｘ≦１，０≦Ｙ
≦１）が注目されており、特にＧａＡｓ基板上に当該材
料を使用したＤＨ構造を有するＬＥＤの研究が盛んに行
われている（特公開平２−２５７６７７参照）。図２に
ｎ型ＧａＡｓ基板を使用した場合のウェーハ構造を示
す。また最近は、ＧａＡｓ基板による光の吸収を低減し
発光効率を高める目的で、発光した可視光に対して透明
なＧａＰを基板として使用した研究も行われるようにな
った。
ＥＤ）やレ−ザ−ダイオード（ＬＤ）用の材料として
（ＡｌX Ｇａ1-X ）Y Ｉｎ1-Y Ｐ（０≦Ｘ≦１，０≦Ｙ
≦１）が注目されており、特にＧａＡｓ基板上に当該材
料を使用したＤＨ構造を有するＬＥＤの研究が盛んに行
われている（特公開平２−２５７６７７参照）。図２に
ｎ型ＧａＡｓ基板を使用した場合のウェーハ構造を示
す。また最近は、ＧａＡｓ基板による光の吸収を低減し
発光効率を高める目的で、発光した可視光に対して透明
なＧａＰを基板として使用した研究も行われるようにな
った。
【０００３】基板としてＧａＰを使用した場合には、Ｇ
ａＰ基板と（ＡｌX Ｇａ1-X ）Y Ｉｎ1-Y Ｐとの間に格
子定数の差（格子ミスマッチ）があるために、（ＡｌX
Ｇａ1-X ）Y Ｉｎ1-Y Ｐエピタキシャル層の結晶性が劣
化することが問題となっていた。ここで、この格子定数
の差については、ＬＥＤを作製した時の発光波長が６０
０ｎｍ前後の黄色の発光になるような組成の（ＡｌX Ｇ
ａ1-X ）Y Ｉｎ1-Y Ｐ（例．活性層をＩｎＧａＰとする
とその組成はＩｎ0.35Ｇａ0.65Ｐとなる）をエピタキシ
ャル層とする場合に、その格子ミスマッチ度が約２．４
％となる。従来、この格子ミスマッチによる結晶性の劣
化を緩和するために、ＧａＰ基板の格子定数から所定の
組成の（ＡｌX Ｇａ1-X ）Y Ｉｎ1-Y Ｐの格子定数まで
連続的に格子定数を変化させるエピタキシャル層（格子
定数変化層あるいは組成勾配層と称す）を挿入すること
が行われてきた（特公開平３−２０３３１６参照）。し
かしながら、組成勾配層を挿入して発光領域であるＤＨ
構造を作製しても、（ＡｌX Ｇａ1-X ）Y Ｉｎ1-Y Ｐ系
の材料を使用した場合には屋外で使用可能な輝度を有す
る黄色〜赤色ＬＥＤを作製することは難しい。
ａＰ基板と（ＡｌX Ｇａ1-X ）Y Ｉｎ1-Y Ｐとの間に格
子定数の差（格子ミスマッチ）があるために、（ＡｌX
Ｇａ1-X ）Y Ｉｎ1-Y Ｐエピタキシャル層の結晶性が劣
化することが問題となっていた。ここで、この格子定数
の差については、ＬＥＤを作製した時の発光波長が６０
０ｎｍ前後の黄色の発光になるような組成の（ＡｌX Ｇ
ａ1-X ）Y Ｉｎ1-Y Ｐ（例．活性層をＩｎＧａＰとする
とその組成はＩｎ0.35Ｇａ0.65Ｐとなる）をエピタキシ
ャル層とする場合に、その格子ミスマッチ度が約２．４
％となる。従来、この格子ミスマッチによる結晶性の劣
化を緩和するために、ＧａＰ基板の格子定数から所定の
組成の（ＡｌX Ｇａ1-X ）Y Ｉｎ1-Y Ｐの格子定数まで
連続的に格子定数を変化させるエピタキシャル層（格子
定数変化層あるいは組成勾配層と称す）を挿入すること
が行われてきた（特公開平３−２０３３１６参照）。し
かしながら、組成勾配層を挿入して発光領域であるＤＨ
構造を作製しても、（ＡｌX Ｇａ1-X ）Y Ｉｎ1-Y Ｐ系
の材料を使用した場合には屋外で使用可能な輝度を有す
る黄色〜赤色ＬＥＤを作製することは難しい。
【０００４】
【発明が解決すべき課題】発光した光に対して透明なＧ
ａＰを基板として使用し、ＧａＰと格子ミスマッチを有
するＡｌＧａＩｎＰまたはＧａＩｎＰからなるＤＨ構造
を発光層とし、発光波長５８０〜６３０ｎｍの黄色ＬＥ
Ｄを作製する場合、屋外でも使用できる高輝度のＬＥＤ
はまだ得られていない。これは目標発光波長を得るた
め、単にバンドギャップエネルギ−を設定すべく結晶組
成を調整しただけでは、基板とエピタキシャル層の格子
ミスマッチの影響により、結晶性の良好なエピタキシャ
ル層が得られ難いこと、印加した電流を拡がらせて発光
領域を広くしたり、有効に光に変換させるためにＤＨ構
造部分のキャリア濃度を最適化することが難しいためで
ある。格子ミスマッチの影響を緩和する方法としては、
格子定数を連続的に変化させる層を挿入すること等が行
われている。従って、ＤＨ構造部分各層のキャリア濃度
を適正に設定することにより、変換効率が向上し、発光
領域を拡げることができるが、このような手段はまだ知
られていない。
ａＰを基板として使用し、ＧａＰと格子ミスマッチを有
するＡｌＧａＩｎＰまたはＧａＩｎＰからなるＤＨ構造
を発光層とし、発光波長５８０〜６３０ｎｍの黄色ＬＥ
Ｄを作製する場合、屋外でも使用できる高輝度のＬＥＤ
はまだ得られていない。これは目標発光波長を得るた
め、単にバンドギャップエネルギ−を設定すべく結晶組
成を調整しただけでは、基板とエピタキシャル層の格子
ミスマッチの影響により、結晶性の良好なエピタキシャ
ル層が得られ難いこと、印加した電流を拡がらせて発光
領域を広くしたり、有効に光に変換させるためにＤＨ構
造部分のキャリア濃度を最適化することが難しいためで
ある。格子ミスマッチの影響を緩和する方法としては、
格子定数を連続的に変化させる層を挿入すること等が行
われている。従って、ＤＨ構造部分各層のキャリア濃度
を適正に設定することにより、変換効率が向上し、発光
領域を拡げることができるが、このような手段はまだ知
られていない。
【０００５】
【問題点を解決するための手段】そこで、ＤＨ構造部分
各層の結晶組成及びキャリア濃度について、最適な範囲
に限定することにより効率良く発光が生じ、高輝度とな
る黄色ＬＥＤを作製することが本発明の目的である。図
１に本発明によるエピタキシャルウェーハの構造を示
す。本発明ではｎ型のＧａＰ基板を使用する。ＧａＰ基
板は、本発明で目的としている５８０〜６３０ｎｍの光
を吸収することはなく、いわゆる当該光に対して透明で
あるためエピタキシャル層中での発光のうち基板側へ進
むものについても、有効にエピタキシャル層の表面側に
取り出すことができる利点がある。ｎ型のＧａＰ基板と
しては、通常Ｓをド−ピングしたものが用いられる。
各層の結晶組成及びキャリア濃度について、最適な範囲
に限定することにより効率良く発光が生じ、高輝度とな
る黄色ＬＥＤを作製することが本発明の目的である。図
１に本発明によるエピタキシャルウェーハの構造を示
す。本発明ではｎ型のＧａＰ基板を使用する。ＧａＰ基
板は、本発明で目的としている５８０〜６３０ｎｍの光
を吸収することはなく、いわゆる当該光に対して透明で
あるためエピタキシャル層中での発光のうち基板側へ進
むものについても、有効にエピタキシャル層の表面側に
取り出すことができる利点がある。ｎ型のＧａＰ基板と
しては、通常Ｓをド−ピングしたものが用いられる。
【０００６】ＧａＰ基板上には、先ず基板の結晶欠陥の
影響を低減するため、ＧａＰのバッファ層をエピタキシ
ャル成長させる。結晶成長方法は通常ＭＯＶＰＥ法に依
るのが一般的である。その上にはＧａＰ基板とＤＨ構造
エピタキシャル層との格子定数の差による結晶性の劣化
を低減するために、ＧａＰ基板の格子定数から所定の組
成を有する（ＡｌX Ｇａ1-X ）Y Ｉｎ1-Y Ｐの格子定数
まで連続的に変化させる層を形成する。この組成勾配層
の作製は、ＧａＰバッファ層の成長条件から下部クラッ
ド層（ＡｌX Ｇａ1-X ）Y Ｉｎ1-Y Ｐ（０．１５≦Ｘ≦
０．５０、０．５５≦Ｙ≦０．７０）の成長条件までＧ
ａ原料の供給量を連続的に減少し、Ｉｎ原料の供給量を
連続的に増加させることによって行われる。この間でＡ
ｌ、Ｇａ、Ｉｎの 族原料の総供給量は一定に保たれ
る。また、ＧａＰバッファ層、ＡｌＧａＩｎＰ組成勾配
層の成長では、Ｓｅをド−パントとしてｎ型にド−ピン
グし、そのキャリア濃度はＧａＰ基板並みの２〜９×１
０17ｃｍ-3とする。
影響を低減するため、ＧａＰのバッファ層をエピタキシ
ャル成長させる。結晶成長方法は通常ＭＯＶＰＥ法に依
るのが一般的である。その上にはＧａＰ基板とＤＨ構造
エピタキシャル層との格子定数の差による結晶性の劣化
を低減するために、ＧａＰ基板の格子定数から所定の組
成を有する（ＡｌX Ｇａ1-X ）Y Ｉｎ1-Y Ｐの格子定数
まで連続的に変化させる層を形成する。この組成勾配層
の作製は、ＧａＰバッファ層の成長条件から下部クラッ
ド層（ＡｌX Ｇａ1-X ）Y Ｉｎ1-Y Ｐ（０．１５≦Ｘ≦
０．５０、０．５５≦Ｙ≦０．７０）の成長条件までＧ
ａ原料の供給量を連続的に減少し、Ｉｎ原料の供給量を
連続的に増加させることによって行われる。この間でＡ
ｌ、Ｇａ、Ｉｎの 族原料の総供給量は一定に保たれ
る。また、ＧａＰバッファ層、ＡｌＧａＩｎＰ組成勾配
層の成長では、Ｓｅをド−パントとしてｎ型にド−ピン
グし、そのキャリア濃度はＧａＰ基板並みの２〜９×１
０17ｃｍ-3とする。
【０００７】組成勾配層の上には、ＤＨ構造を積載させ
る。ＤＨ構造における活性層は目標とする波長の発光が
得られるように物質の組成を決定しなければならない。
本発明の目標発光波長の一例である６００ｎｍの場合の
結晶組成は、０≦Ｘ≦０．２５、Ｙ＝０．６５である。
活性層を挟む上下クラッド層の組成については、活性層
とのバンドギャップエネルギ−差を０．２０ｅＶ以上と
することから決定される。本発明の場合、下部クラッド
層の成長については、組成勾配層の最終組成と同条件で
あり、結晶組成は（ＡｌX Ｇａ1-X ）Y Ｉｎ1-Y Ｐ
（０．１５≦Ｘ≦０．５０、０．５５≦Ｙ≦０．７０）
となる。また、Ｓｅをド−パントとしてｎ型にド−ピン
グし、膜厚は２μｍとする。上部クラッド層の組成及び
膜厚は下部クラッド層と同様であり（ＡｌX Ｇａ1-X ）
Y Ｉｎ1-Y Ｐ（０．１５≦Ｘ≦０．５０、０．５５≦Ｙ
≦０．７０）とする。また、Ｚｎをド−パントとしてｐ
型にド−ピングし、膜厚は２μｍをする。
る。ＤＨ構造における活性層は目標とする波長の発光が
得られるように物質の組成を決定しなければならない。
本発明の目標発光波長の一例である６００ｎｍの場合の
結晶組成は、０≦Ｘ≦０．２５、Ｙ＝０．６５である。
活性層を挟む上下クラッド層の組成については、活性層
とのバンドギャップエネルギ−差を０．２０ｅＶ以上と
することから決定される。本発明の場合、下部クラッド
層の成長については、組成勾配層の最終組成と同条件で
あり、結晶組成は（ＡｌX Ｇａ1-X ）Y Ｉｎ1-Y Ｐ
（０．１５≦Ｘ≦０．５０、０．５５≦Ｙ≦０．７０）
となる。また、Ｓｅをド−パントとしてｎ型にド−ピン
グし、膜厚は２μｍとする。上部クラッド層の組成及び
膜厚は下部クラッド層と同様であり（ＡｌX Ｇａ1-X ）
Y Ｉｎ1-Y Ｐ（０．１５≦Ｘ≦０．５０、０．５５≦Ｙ
≦０．７０）とする。また、Ｚｎをド−パントとしてｐ
型にド−ピングし、膜厚は２μｍをする。
【０００８】その際、各層のキャリア濃度は次の通りと
する。下部クラッド層は、基板と同じレベルで６×１０
17ｃｍ-3〜９×１０17ｃｍ-3とする。活性層は下部クラ
ッド層より高く、８×１０17ｃｍ-3〜２×１０18ｃｍ-3
とする。上部クラッド層は活性層と同じで８×１０17ｃ
ｍ-3〜２×１０18ｃｍ-3とする。つまり、表面の電極側
に近く、ｐ型にド−ピングする上部クラッド層のキャリ
ア濃度を高く設定して印加した電流が拡がり易くした。
ｎ型キャリア濃度について、あまり高すぎるとＡｌＧａ
ＩｎＰの発光特性が劣化し、あまり低すぎるとＡｌＧａ
ＩｎＰの結晶性が劣化するため、上記キャリア濃度範囲
が最適である。一方、ｐ型キャリア濃度については、あ
まり高すぎると高濃度不純物の添加により点欠陥を中心
とした結晶欠陥が増加し、あまり低すぎると印加電流が
拡がらなくなるため、上記キャリア濃度範囲が最適であ
る。各層の適正なキャリア濃度を図示すれば図３の通り
となる。
する。下部クラッド層は、基板と同じレベルで６×１０
17ｃｍ-3〜９×１０17ｃｍ-3とする。活性層は下部クラ
ッド層より高く、８×１０17ｃｍ-3〜２×１０18ｃｍ-3
とする。上部クラッド層は活性層と同じで８×１０17ｃ
ｍ-3〜２×１０18ｃｍ-3とする。つまり、表面の電極側
に近く、ｐ型にド−ピングする上部クラッド層のキャリ
ア濃度を高く設定して印加した電流が拡がり易くした。
ｎ型キャリア濃度について、あまり高すぎるとＡｌＧａ
ＩｎＰの発光特性が劣化し、あまり低すぎるとＡｌＧａ
ＩｎＰの結晶性が劣化するため、上記キャリア濃度範囲
が最適である。一方、ｐ型キャリア濃度については、あ
まり高すぎると高濃度不純物の添加により点欠陥を中心
とした結晶欠陥が増加し、あまり低すぎると印加電流が
拡がらなくなるため、上記キャリア濃度範囲が最適であ
る。各層の適正なキャリア濃度を図示すれば図３の通り
となる。
【０００９】ＤＨ構造部分を作製した後は、電極をとり
やすくするために通常３元系のコンタクト層ＧａZ Ｉｎ
1-Z Ｐを設ける。このようにして作製したエピタキシャ
ルウェーハを使用してＬＥＤを作製する場合、エピタキ
シャル層に印加した電流が効率良く光に変換されること
が高輝度のＬＥＤを得るために重要となる。本発明のよ
うにＤＨ構造部分各層のキャリア濃度を最適な範囲内に
制御することにより、従来のＬＥＤよりも高輝度のＬＥ
Ｄを作製することができるのである。
やすくするために通常３元系のコンタクト層ＧａZ Ｉｎ
1-Z Ｐを設ける。このようにして作製したエピタキシャ
ルウェーハを使用してＬＥＤを作製する場合、エピタキ
シャル層に印加した電流が効率良く光に変換されること
が高輝度のＬＥＤを得るために重要となる。本発明のよ
うにＤＨ構造部分各層のキャリア濃度を最適な範囲内に
制御することにより、従来のＬＥＤよりも高輝度のＬＥ
Ｄを作製することができるのである。
【００１０】
【作用】本発明は可視光に対して透明なＧａＰ基板上
に、格子ミスマッチのある（ＡｌX Ｇａ1-X ）Y Ｉｎ
1-Y Ｐのｐｎ接合を有するＤＨ構造を配置し、各層のキ
ャリア濃度を最適に調整することにより、印加した電流
が効率良く光に変換されるようにした。その結果、ＤＨ
構造の発光領域での発光強度が増大され、高輝度なＬＥ
Ｄが得られるのである。
に、格子ミスマッチのある（ＡｌX Ｇａ1-X ）Y Ｉｎ
1-Y Ｐのｐｎ接合を有するＤＨ構造を配置し、各層のキ
ャリア濃度を最適に調整することにより、印加した電流
が効率良く光に変換されるようにした。その結果、ＤＨ
構造の発光領域での発光強度が増大され、高輝度なＬＥ
Ｄが得られるのである。
【００１１】
【実施例】次に本発明の実施例をあげて詳細に説明す
る。今回は図１に示すような構造のエピタキシャルウェ
ーハを作製した。使用したＧａＰ基板は、Ｓをド−プし
たｎ型基板である。本実施例では、ＭＯＶＰＥ法により
減圧下にて結晶成長した。使用した反応ガスはＴＭＡ、
ＴＭＧ、ＴＭＩ、ＰＨ3 （１００％ガス）であり、キャ
リアガスとして超高純度のＨ2 ガスを使用した。結晶成
長は先ず７００℃にてＧａＰバッファ層を０．５μｍ成
長した。この時Ｈ2 Ｓｅをド−パントとして使用しｎ型
のド−ピングを行った。続いてＡｌ、Ｉｎ原料を添加
し、その供給量を連続的に変化させて組成勾配層を２μ
ｍ成長した。組成勾配層での原料供給量の変化は、ＴＭ
Ｇａで２５→１４ＳＣＣＭ、ＴＭＩｎで３→９７ＳＣＣ
Ｍとし、ＴＭＡｌの供給量及び 族原料の総供給量は一
定とした。また、ＧａＰバッファ層と同様Ｈ2 Ｓｅをド
−パントとしてｎ型のド−ピングを行った。キャリア濃
度については、ＧａＰバッファ層ともに８×１０17ｃｍ
-3とした。
る。今回は図１に示すような構造のエピタキシャルウェ
ーハを作製した。使用したＧａＰ基板は、Ｓをド−プし
たｎ型基板である。本実施例では、ＭＯＶＰＥ法により
減圧下にて結晶成長した。使用した反応ガスはＴＭＡ、
ＴＭＧ、ＴＭＩ、ＰＨ3 （１００％ガス）であり、キャ
リアガスとして超高純度のＨ2 ガスを使用した。結晶成
長は先ず７００℃にてＧａＰバッファ層を０．５μｍ成
長した。この時Ｈ2 Ｓｅをド−パントとして使用しｎ型
のド−ピングを行った。続いてＡｌ、Ｉｎ原料を添加
し、その供給量を連続的に変化させて組成勾配層を２μ
ｍ成長した。組成勾配層での原料供給量の変化は、ＴＭ
Ｇａで２５→１４ＳＣＣＭ、ＴＭＩｎで３→９７ＳＣＣ
Ｍとし、ＴＭＡｌの供給量及び 族原料の総供給量は一
定とした。また、ＧａＰバッファ層と同様Ｈ2 Ｓｅをド
−パントとしてｎ型のド−ピングを行った。キャリア濃
度については、ＧａＰバッファ層ともに８×１０17ｃｍ
-3とした。
【００１２】組成勾配層成長後、組成勾配層の最終原料
ガス組成にて連続して（Ａｌ0.2 Ｇａ0.8 ）0.65Ｉｎ
0.35Ｐの組成を有する下部クラッド層を２μｍ成長し
た。ド−ピングについては、Ｈ2 Ｓｅをド−パントとし
てｎ型にド−プし、そのキャリア濃度は８×１０17ｃｍ
-3とした。続いて、Ｇａ0.65Ｉｎ0.35Ｐの組成を有する
活性層を１μｍ成長した。ＧａＰ基板と上記活性層の間
の格子ミスマッチ度は、ＧａＰ、Ｇａ0.65Ｉｎ0.35Ｐの
格子定数が各々５．４５０オングストロ−ム、５．５９
７オングストロ−ムであることより２．７％となる。活
性層についてはＤＥＺｎをド−パントとしてｐ型のド−
ピングを行い、キャリア濃度は１×１０18ｃｍ-3とし
た。
ガス組成にて連続して（Ａｌ0.2 Ｇａ0.8 ）0.65Ｉｎ
0.35Ｐの組成を有する下部クラッド層を２μｍ成長し
た。ド−ピングについては、Ｈ2 Ｓｅをド−パントとし
てｎ型にド−プし、そのキャリア濃度は８×１０17ｃｍ
-3とした。続いて、Ｇａ0.65Ｉｎ0.35Ｐの組成を有する
活性層を１μｍ成長した。ＧａＰ基板と上記活性層の間
の格子ミスマッチ度は、ＧａＰ、Ｇａ0.65Ｉｎ0.35Ｐの
格子定数が各々５．４５０オングストロ−ム、５．５９
７オングストロ−ムであることより２．７％となる。活
性層についてはＤＥＺｎをド−パントとしてｐ型のド−
ピングを行い、キャリア濃度は１×１０18ｃｍ-3とし
た。
【００１３】活性層の上部には下部クラッド層と同一の
組成を有する（Ａｌ0.2 Ｇａ0.8 ）0.65Ｉｎ0.35Ｐを上
部クラッド層として２μｍ成長した。上部クラッド層
は、活性層と同様Ｚｎをド−パントとしてｐ型にド−ピ
ングした。そのキャリア濃度についても活性層と同様２
×１０18ｃｍ-3とした。また、電極をとりやすくするた
めに、活性層と全く同様の組成・キャリア濃度を有する
ｐ型Ｇａ0.65Ｉｎ0.35Ｐ層をコンタクト層として最後に
成長した。
組成を有する（Ａｌ0.2 Ｇａ0.8 ）0.65Ｉｎ0.35Ｐを上
部クラッド層として２μｍ成長した。上部クラッド層
は、活性層と同様Ｚｎをド−パントとしてｐ型にド−ピ
ングした。そのキャリア濃度についても活性層と同様２
×１０18ｃｍ-3とした。また、電極をとりやすくするた
めに、活性層と全く同様の組成・キャリア濃度を有する
ｐ型Ｇａ0.65Ｉｎ0.35Ｐ層をコンタクト層として最後に
成長した。
【００１４】比較のため同じ構造で表１に示すような活
性層及び上下クラッド層のキャリア濃度を変化させたエ
ピタキシャルウェーハを試作し、本発明によるエピタキ
シャルウェーハとともにＬＥＤを作製してその発光特性
を比較した。
性層及び上下クラッド層のキャリア濃度を変化させたエ
ピタキシャルウェーハを試作し、本発明によるエピタキ
シャルウェーハとともにＬＥＤを作製してその発光特性
を比較した。
【００１５】
【表１】
【００１６】作製したＬＥＤは、３５０×３５０μｍの
大きさであり、その特性評価は積分球を使用した輝度測
定により行った。発光波長について視感度補正を行った
後のそれぞれの基板を使用したＬＥＤの輝度を表１に示
す。本発明によるエピタキシャルウェーハを使用した場
合の輝度が約３０００ミリカンデラであるのに対して、
キャリア濃度が本発明の範囲内にない場合の輝度は約２
５００ミリカンデラであった。尚、測定時の印加電流は
２０ミリアンペアである。従って、ＤＨ構造部分各層の
キャリア濃度については、本発明による範囲内に制御す
ることにより、高輝度のＬＥＤが得られることが判る。
大きさであり、その特性評価は積分球を使用した輝度測
定により行った。発光波長について視感度補正を行った
後のそれぞれの基板を使用したＬＥＤの輝度を表１に示
す。本発明によるエピタキシャルウェーハを使用した場
合の輝度が約３０００ミリカンデラであるのに対して、
キャリア濃度が本発明の範囲内にない場合の輝度は約２
５００ミリカンデラであった。尚、測定時の印加電流は
２０ミリアンペアである。従って、ＤＨ構造部分各層の
キャリア濃度については、本発明による範囲内に制御す
ることにより、高輝度のＬＥＤが得られることが判る。
【００１７】
【発明の効果】ＡｌＧａＩｎＰ及びＧａＩｎＰからなる
ＤＨ構造を発光層とする黄色〜赤色発光ダイオードにお
いて、ＤＨ構造部分各層のキャリア濃度を最適な範囲に
制御することにより、発光層に印加した電流が光に変換
される効率を高め、高輝度の黄色〜赤色ＬＥＤを得るこ
とができ、屋外での使用も可能となる。
ＤＨ構造を発光層とする黄色〜赤色発光ダイオードにお
いて、ＤＨ構造部分各層のキャリア濃度を最適な範囲に
制御することにより、発光層に印加した電流が光に変換
される効率を高め、高輝度の黄色〜赤色ＬＥＤを得るこ
とができ、屋外での使用も可能となる。
【図１】本発明によるエピタキシャルウェーハの構造の
一例を示す図である。
一例を示す図である。
【図２】ＧａＡｓ基板を使用したエピタキシャルウェー
ハの構造の一例を示す図である。
ハの構造の一例を示す図である。
【図３】本発明によるエピタキシャルウェーハのＤＨ構
造部分のキャリア濃度の適正範囲を示す図である。
造部分のキャリア濃度の適正範囲を示す図である。
１ 電極 ２ ｐ−ＩｎＧａＰ コンタクト層 ３ ｐ−ＡｌＩｎＧａＰ 上部クラッド層 ４ ｐ−ＩｎＧａＰ 活性層 ５ ｎ−ＡｌＩｎＧａＰ 下部クラッド層 ６ ｎ−ＡｌＩｎＧａＰ 組成勾配層 ７ ｎ−ＧａＰ バッファ層 ８ Ｓｅド−プ ｎ−ＧａＰ基板 ９ 電極 １２ ｐ−ＩｎＧａＰ コンタクト層 １３ ｐ−ＡｌＩｎＧａＰ 上部クラッド層 １５ ｎ−ＡｌＩｎＧａＰ 下部クラッド層 １６ ｎ−ＡｌＩｎＧａＰ 組成勾配層 １７ ｎ−ＧａＡｓ バッファ層 １８ ｎ−ＧａＡｓ基板
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−296677（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−243482（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 33/00
Claims (2)
- 【請求項１】 ＧａＰ半導体基板上に基板と異なる格子
定数を有する半導体のダブルヘテロ構造（以下ＤＨ構造
と称す）を持つエピタキシャルウェーハにおいて、下側
クラッド層は結晶組成が（ＡｌX Ｇａ1-X ）Y Ｉｎ1-Y
Ｐ（０．１５≦Ｘ≦０．５０、０．５５≦Ｙ≦０．７
０）で表され、導伝型がｎ型であり、そのキャリア濃度
が６×１０17ｃｍ-3〜９×１０17ｃｍ-3の範囲内にあ
り、活性層は結晶組成が（ＡｌX Ｇａ1-X ）Y Ｉｎ1-Y
Ｐ（０≦Ｘ≦０．２５、０．５５≦Ｙ≦０．７０で表さ
れ、導伝型がｐ型であり、そのキャリア濃度が８×１０
17ｃｍ-3〜２×１０18ｃｍ-3の範囲内にあり、上側クラ
ッド層は結晶組成が（ＡｌXＧａ1-X ）Y Ｉｎ1-Y Ｐ
（０．１５≦Ｘ≦０．５０、０．５５≦Ｙ≦０．７０）
で表され、導伝型がｐ型であり、そのキャリア濃度が８
×１０17ｃｍ-3〜２×１０18ｃｍ-3の範囲内にあること
を特徴とする半導体エピタキシャルウェーハ。 - 【請求項２】 請求項１記載のエピタキシャルウェーハ
を使用した発光波長が５８０ｎｍ〜６３０ｎｍの範囲内
にあることを特徴とする発光ダイオード。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16124692A JP3146637B2 (ja) | 1992-06-19 | 1992-06-19 | エピタキシャルウェーハ及び黄色発光ダイオード |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16124692A JP3146637B2 (ja) | 1992-06-19 | 1992-06-19 | エピタキシャルウェーハ及び黄色発光ダイオード |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH065918A JPH065918A (ja) | 1994-01-14 |
| JP3146637B2 true JP3146637B2 (ja) | 2001-03-19 |
Family
ID=15731435
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16124692A Expired - Fee Related JP3146637B2 (ja) | 1992-06-19 | 1992-06-19 | エピタキシャルウェーハ及び黄色発光ダイオード |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3146637B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3135109B2 (ja) * | 1995-10-02 | 2001-02-13 | シャープ株式会社 | 半導体発光素子 |
-
1992
- 1992-06-19 JP JP16124692A patent/JP3146637B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH065918A (ja) | 1994-01-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5747832A (en) | Light-emitting gallium nitride-based compound semiconductor device | |
| JP3643665B2 (ja) | 半導体発光素子 | |
| JP2890390B2 (ja) | 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子 | |
| JP3890930B2 (ja) | 窒化物半導体発光素子 | |
| JP2871477B2 (ja) | 半導体発光装置およびその製造方法 | |
| JP2002231997A (ja) | 窒化物系半導体発光素子 | |
| JPH0897468A (ja) | 半導体発光素子 | |
| US7508049B2 (en) | Semiconductor optical device | |
| JPH0963962A (ja) | 結晶成長方法および半導体発光素子 | |
| KR100679235B1 (ko) | 반도체 발광소자 및 그 제조방법 | |
| JP2900754B2 (ja) | ＡｌＧａＩｎＰ系発光装置 | |
| JP3458007B2 (ja) | 半導体発光素子 | |
| JP2918139B2 (ja) | 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子 | |
| JP3371830B2 (ja) | 窒化物半導体発光素子 | |
| JP3146637B2 (ja) | エピタキシャルウェーハ及び黄色発光ダイオード | |
| JP2000101133A (ja) | 発光素子用エピタキシャルウェハ及びその製造方法 | |
| US5534717A (en) | Epitaxial wafer for light-emitting diode | |
| JPH11220172A (ja) | 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子 | |
| JP3972943B2 (ja) | 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子 | |
| JPH0794780A (ja) | 半導体発光装置 | |
| JPH05335619A (ja) | 発光ダイオードおよびその製造方法 | |
| JP2007123913A (ja) | エピタキシャルウェーハの製造方法 | |
| JP3956753B2 (ja) | 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子 | |
| JP2000196138A (ja) | 半導体素子 | |
| JP2650436B2 (ja) | 発光ダイオード及びその製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100112 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110112 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110112 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120112 Year of fee payment: 11 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |