JP3236650B2 - 半導体発光素子 - Google Patents

半導体発光素子

Info

Publication number
JP3236650B2
JP3236650B2 JP4161392A JP4161392A JP3236650B2 JP 3236650 B2 JP3236650 B2 JP 3236650B2 JP 4161392 A JP4161392 A JP 4161392A JP 4161392 A JP4161392 A JP 4161392A JP 3236650 B2 JP3236650 B2 JP 3236650B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
semiconductor
island
light emitting
shaped
emitting device
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
Application number
JP4161392A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH05243609A (ja
Inventor
勝信 北田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kyocera Corp filed Critical Kyocera Corp
Priority to JP4161392A priority Critical patent/JP3236650B2/ja
Publication of JPH05243609A publication Critical patent/JPH05243609A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3236650B2 publication Critical patent/JP3236650B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Led Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体発光素子に関し、
例えばページプリンターの感光ドラム用光源などに用い
られる半導体発光素子に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、半導体発光素子は、MOCVD
(有機金属化学気相堆積)法やMBE(分子線エピタキ
シー)法などの化合物半導体結晶成長技術の進歩にとも
なって盛んに研究されている。
【0003】従来の半導体発光素子を図4に基づいて説
明する。図4は、従来の半導体発光素子の断面図であ
り、21は例えば一導電型不純物を含有するシリコン
(Si)などから成る単結晶半導体基板、22はガリウ
ム砒素膜(GaAs)などから成るバッファ層、23は
半導体基板21と同じ導電型を呈するアルミニウムガリ
ウム砒素膜(AlxGa1-xAs)などから成る第一の半
導体層、24は逆導電型不純物を含有するアルミニウム
ガリウム砒素膜(AlyGa1-yAs)などから成る第二
の半導体層、25は逆導電型不純物を多量に含むガリウ
ム砒素膜などから成るオーミックコンタクト層、26は
例えば窒化シリコン膜(SiNx)などから成る保護層
である。この保護層26上には、上部電極27が形成さ
れており、オーミックコンタクト層25と上部電極27
が保護層26のコンタクトホール26a部分を介して接
続されている。なお、半導体基板21の裏面側には、半
導体基板21とオーミックコンタクトをとるための下部
電極28が設けられている。また、バッファ層22、第
一の半導体層23、第二の半導体層24、およびオーミ
ックコンタクト層25は島状に形成されており、この一
つの島状部で一つの発光素子が構成される。
【0004】このように構成された半導体発光素子の動
作を説明すると、第一の半導体層23をN型にすると共
に第二の半導体層24をP型にし、上部電極27を正に
すると共に下部電極28を負として順バイアス方向に電
圧を印加すると、N型を呈する第一の半導体層23から
P型を呈する第二の半導体層24へ少数キャリアが注入
され、第二の半導体層24と第一の半導体層23の界面
である半導体接合部の第二の半導体層24側界面で、キ
ャリアが再結合して発光する。発光した光は、第二の半
導体層24と保護層26を通って外部へ取り出される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが、この従来の
半導体発光素子では、半導体接合部近傍で発光した光を
島状部の上部から取り出すため、上部電極27は光の取
り出しを遮らないようにできるだけ小面積に形成しなけ
ればならず、その結果、半導体接合部での電流の流れが
局所的になり、発光強度が弱くなるという問題があっ
た。
【0006】また、この従来の半導体発光素子では、発
光強度を強めるためには、島状部を大きくして、半導体
接合部を大面積化すればよいが、島状部を大きくすると
発光素子の高精細化の妨げになるという問題があった。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、このような従
来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、その特徴
とするところは、半導体基板上に、導電型の異なる少な
くとも二層の半導体層から成る島状部を設け、この島状
部に対向する面を有するV字溝を形成し、このV字溝の
対向する面が光の取り出し部と反射部となるようにV字
溝以外の島状部を電極で被覆して成る点にある。
【0008】
【作用】上記のように構成することにより、半導体接合
部近傍で発光した光は、V字溝部分から取り出される。
この場合、島状部は一側面または対向する側面を除いて
電極で被覆されていることから、島状部の半導体接合部
の全体に亘って電流が流れ、発光強度は極めて強いもの
となる。また、V字溝の長さを短くすると共に、V字溝
の両側の島状部を大面積化することによって、発光ドッ
トを大きくすることなく半導体接合部を大面積化するこ
とができ、発光強度を強めつつ高精細化することができ
る。
【0009】
【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づき詳
細に説明する。
【0010】図1(a)は本発明に係る半導体発光素子
の一実施例を示す斜視図、同図(b)は一つの発光素子
部分を示す断面図であり、1は半導体基板、2はバッフ
ァ層、3は第一の半導体層、4は第二の半導体層、5は
オーミックコンタクト層、6は保護層、7は上部電極、
8は下部電極である。
【0011】前記半導体基板1は、例えばガリウム砒素
(GaAs)などのIII-V族化合物半導体から成る単結
晶半導体基板、あるいは単結晶シリコン基板などで構成
される。半導体発光素子の製造上は、ガリウム砒素など
のIII-V族化合物半導体基板が有利であるが、価格、機
械的強度、および大面積化の点では、単結晶シリコン基
板が有利である。この半導体基板1には、一導電型不純
物、例えばN型にする場合は、アンチモン(Sb)、砒
素(As)、リン(P)などの不純物を1016〜1018
個/cm3程度含有させ、例えばP型にする場合は、ボ
ロン(B)などの不純物を1016〜1018個/cm3
度含有させる。
【0012】前記バッファ層2は、ガリウム砒素などの
III-V族化合物半導体層から成り、TMGaガス、As
3ガス、および不純物元素源用ガスなどを用いたMO
CVD法などにより形成される。このバッファ層2は、
半導体基板1として単結晶シリコンを用いた場合に、半
導体基板1と第一の半導体層3との格子定数の不整合に
基づくミスフィット転移を防止するために形成するもの
であり、半導体基板1として例えばガリウム砒素などの
III-V族化合物半導体基板を用いる場合は不要である。
【0013】前記バッファ層2上には、一導電型不純物
を含有する第一の半導体層3が形成されている。この第
一の半導体層3は、例えばアルミニウム・ガリウム・砒
素(AlxGa1-xAs)などから成り、シリコン(S
i)、ゲルマニウム(Ge)、錫(Sn)などから成る
ドナー或いは亜鉛(Zn)、カドミウム(Cd)などか
ら成るアクセプタを1016〜1018個/cm3程度含有
させる。この第一の半導体層3も、TMGaガス、As
3ガス、および不純物元素源用ガスなどを用いたMO
CVD法などにより形成される。
【0014】前記第一の半導体層3上には、第二の半導
体層4が形成されている。この第二の半導体層4も、例
えばアルミニウム・ガリウム・砒素(AlyGa1-y
s)などから成り、シリコン(Si)、ゲルマニウム
(Ge)、錫(Sn)などから成るドナー或いは亜鉛
(Zn)、カドミウム(Cd)などから成るアクセプタ
を1016〜1018個/cm3程度含有させる。この第二
の半導体層4は、第一の半導体層3とは逆導電型となる
ように半導体不純物を含有させ、第一の半導体層3と第
二の半導体層4とで半導体接合を形成する。この第一の
半導体層3も、TMGaガス、AsH3ガス、および不
純物元素源用ガスなどを用いたMOCVD法などにより
形成される。
【0015】前記第二の半導体層4上には、オーミック
コンタクト層5が形成されている。このオーミックコン
タクト層5は、半導体用不純物を高濃度に含有するガリ
ウム砒素膜(GaAs)などで形成される。
【0016】上記バッファ層2、第一の半導体層3、第
二の半導体層4、およびオーミックコンタクト層5は、
複数の島状に形成されており、この島状部Iのほぼ中央
部には、V字溝Gが形成されている。島状部IおよびV
字溝Gは、硫酸(H2SO4)、過酸化水素(H22)、
水(H2O)からなる混合液などを用いて半導体層2〜
5の面方位を選択してメサエッチングすることにより形
成される。
【0017】前記島状部Iの側面部、V字溝部G、およ
び半導体基板1上には、透光性保護層6が形成されてい
る。この保護層6は、例えば窒化シリコン膜(Si
x)や酸化シリコン膜(SiO2)などで形成される。
この保護層6は、例えばシランガス(SiH4)とアン
モニアガス(NH3)や笑気ガス(N2O)などを用いた
プラズマCVD法などで形成される。
【0018】前記島状部Iの上部から側面部には、V字
溝G部を除いて電極7が形成されている。この電極7
は、クロム(Cr)と金(Au)の二層構造のもの、銀
(Ag)、あるいは銀と亜鉛(Zn)の合金などで形成
され、真空蒸着法やスパッタリング法などで形成され
る。
【0019】また、半導体基板1の裏面側には、下部電
極8が形成されている。この下部電極8も、クロム(C
r)と金(Au)の二層構造のもの、銀(Ag)、ある
いは銀と亜鉛(Zn)の合金などで形成され、真空蒸着
法やスパッタリング法などで形成される。
【0020】このように島状部Iの上部から側面部に、
V字溝G部を除いて電極7を形成すると、島状部I内の
半導体接合部で発光した光は、島状部I内では電極7の
裏面で反射して、V字溝G部分のみから取り出される。
V字溝G部分から取り出された光は、V字溝Gの対向す
る面で反射して島状部Iの上方へ取り出される。この場
合、電極7は島状部I上のほぼ全面に形成されることか
ら、電流は半導体接合部の広い領域に亘って均一に流
れ、発光強度が強くなると共に、V字溝Gの両側の島状
部Iを大面積化することにより、半導体接合部をさらに
大面積化することができ、発光強度の強い高精細化した
発光素子となる。
【0021】図2は、本発明に係る半導体発光素子の二
番目の実施例を説明するための図である。この実施例で
は、島状部Iを帯状に形成して、この島状部Iに複数の
V字溝G1〜G4を形成し、横方向で隣合う電極を共通に
使用するように電極7a〜7cを形成し、さらにこの電
極7a〜7cと対向する部分に、横方向で隣合う電極を
共通に使用するように、且つ電極7a〜7cとは一つず
らして電極7d〜7fを櫛歯状に形成したものである。
このように形成して、電極7bを選択して電流を流す
と、V字溝G2、G3、G4部分が1ドットを構成して発
光し、電極7eを選択して電流を流すと、V字溝G1
2、G3部分が1ドットを構成して発光する。この場
合、V字溝G2、G3は共通して発光することから、走査
方向での発光ドット間に隙間が無くなり、発光ドットを
高精細化することができる。
【0022】図3(a)は、本発明に係る半導体発光素
子の三番目の実施例を説明するための図であり、同図
(b)は断面図である。この実施例では、島状部Iを帯
状に形成して、この島状部Iに複数のV字溝G1〜G3
およびV字溝G4〜G6を離間して形成し、V字溝G1
2、G3が1ドットとして発光するように電極7aを形
成すると共に、V字溝G4、G5、G6が1ドットとして
発光するように電極7bを形成したものである。また、
V字溝G1、G3の対向する片側とV字溝G4、G6の対向
する片側は、電極材料で被覆されており、V字溝G1
3およびV字溝G4、G6の一方側から発光する光を反
射して島状部Iの上部方向に向けるように構成してい
る。このように構成することにより、V字溝G1、G3
よびV字溝G4、G6の一方側から発光する光も効率よく
島状部Iの上方へ向けることができる。
【0023】
【発明の効果】以上のように、本発明に係る半導体発光
素子によれば、半導体基板上に、導電型の異なる少なく
とも二層の半導体層から成る島状部を設け、この島状部
に対向する面を有するV字溝を形成し、このV字溝の対
向する面が光の取り出し部と反射部となるようにV字溝
以外の部分を電極で被覆して成ることから、島状部の半
導体接合部の全体に亘って電流が流れ、発光強度は極め
て強いものとなる。また、V字溝の長さを短くすると共
に、V字溝の両側の島状部を大面積化することによって
半導体接合部を大面積化することができ、発光強度を強
めつつ高精細化することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は本発明に係る半導体発光素子の一実施
例を示す斜視図、(b)は同じく断面図である。
【図2】本発明に係る半導体発光素子の他の実施例を示
す斜視図である。
【図3】(a)は本発明に係る半導体発光素子のその他
の実施例を示す斜視図、(b)は同じく断面図である。
【図4】従来の半導体発光素子を示す断面図である。
【符号の説明】
1・・・半導体基板、3・・・第一の半導体層、4・・
・第二の半導体層、7・・・電極、I・・・島状部、G
・・・V字溝。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板上に、導電型の異なる少なく
    とも二層の半導体層から成る島状部を設け、この島状部
    対向する面を有するV字溝を形成し、このV字溝の対
    向する面が光の取り出し部と反射部となるようにV字溝
    以外の島状部を電極で被覆して成る半導体発光素子。
JP4161392A 1992-02-27 1992-02-27 半導体発光素子 Expired - Fee Related JP3236650B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4161392A JP3236650B2 (ja) 1992-02-27 1992-02-27 半導体発光素子

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4161392A JP3236650B2 (ja) 1992-02-27 1992-02-27 半導体発光素子

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH05243609A JPH05243609A (ja) 1993-09-21
JP3236650B2 true JP3236650B2 (ja) 2001-12-10

Family

ID=12613193

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4161392A Expired - Fee Related JP3236650B2 (ja) 1992-02-27 1992-02-27 半導体発光素子

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3236650B2 (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11224960A (ja) * 1997-11-19 1999-08-17 Unisplay Sa Ledランプ並びにledチップ
JP2000332300A (ja) * 1999-05-14 2000-11-30 Unisplay Sa Ledランプ
JP6519593B2 (ja) * 2014-11-21 2019-05-29 信越半導体株式会社 発光素子及び発光素子の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPH05243609A (ja) 1993-09-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5196718A (en) Light-emitting diode array
JP3236650B2 (ja) 半導体発光素子
US5105236A (en) Heterojunction light-emitting diode array
US6881978B2 (en) Semiconductor epitaxial structure and semiconductor light-emitting device
JP3140123B2 (ja) 半導体発光素子
JP2958182B2 (ja) 半導体発光素子
JP3236649B2 (ja) 半導体発光素子
JP3638413B2 (ja) 半導体発光装置とその製造方法
JP4256014B2 (ja) 発光ダイオードアレイ
JP2001244500A (ja) 半導体発光装置
JPH11135837A (ja) 半導体発光装置
JP4436527B2 (ja) 半導体発光装置
JPH05235406A (ja) 半導体発光素子
JPH10181077A (ja) 発光ダイオードアレイ
JP3450992B2 (ja) 半導体発光装置
JP3554103B2 (ja) 半導体発光素子
JP2912782B2 (ja) 半導体発光素子
JP3439950B2 (ja) 半導体発光装置
JP3158002B2 (ja) 半導体発光装置
JP3500275B2 (ja) 半導体発光素子
JP3450153B2 (ja) 半導体発光素子
JP3667208B2 (ja) 光プリンタ用ledアレイ
JP3131106B2 (ja) 半導体発光装置
JP3735459B2 (ja) 半導体発光装置
JP4184521B2 (ja) 半導体発光装置

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070928

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080928

Year of fee payment: 7

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees