JP3847061B2 - 赤外通信用ｌｅｄ - Google Patents
赤外通信用ｌｅｄ Download PDFInfo
- Publication number
- JP3847061B2 JP3847061B2 JP2000201404A JP2000201404A JP3847061B2 JP 3847061 B2 JP3847061 B2 JP 3847061B2 JP 2000201404 A JP2000201404 A JP 2000201404A JP 2000201404 A JP2000201404 A JP 2000201404A JP 3847061 B2 JP3847061 B2 JP 3847061B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- type semiconductor
- conductivity type
- semiconductor layer
- gaas
- 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
Images
Landscapes
- Led Devices (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は発光層材料としてガリウム砒素をその主たる材料として用いたＬＥＤに関し、とくに赤外線でもって通信手段となした赤外通信用ＬＥＤに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のＬＥＤの構成を図５にて説明する。同図において、１１はガリウム砒素（ＧａＡｓ）基板であり、このＧａＡｓ基板１１の上に一導電型半導体層１２と逆導電型半導体層１３とを順次積層し、さらに逆導電型半導体層１３の上に逆導電型半導体オーミック電極１４を形成し、ＧａＡｓ基板１１の裏面に一導電型半導体オーミック電極１５を形成する。
【０００３】
一導電型半導体層１２と逆導電型半導体層１３はＭＯＣＶＤまたはＬＰＥによって成長させる。また、逆導電型半導体オーミック電極１４と一導電型半導体オーミック電極１５とでもって一対の電極をなす。
【０００４】
そして、このようなＬＥＤでは、逆導電型半導体オーミック電極１４と一導電型半導体オーミック電極１５との間に電圧を印加し、電流を流すことによって、発光ダイオードとして発光させる。
【０００５】
かかるＬＥＤを基本構成とするが、実際には１枚のＧａＡｓ基板にＬＥＤ素子を単位として、それらを複数個設け、その際に各ＬＥＤ素子として逆導電型半導体オーミック電極１４と一導電型半導体オーミック電極１５とを形成する。その後にダイシング等の方法で切断し、これによって、各素子が分離される。そして、これら各ＬＥＤ素子に対しダイボンディング、ワイヤーボンディング、エポキシ樹脂のコートなどを行なって、ＬＥＤとする。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
近年、低消費電力型ＬＥＤ、とくに低駆動電圧型ＬＥＤの需要が高まっており、それを用いて赤外通信用ＬＥＤとする場合には、電源の電圧を下げることで消費電力が小さくなるが、このような駆動電圧を低減するためには次の技術が提案されている。
【０００７】
すなわち、発光ダイオードの駆動電圧は駆動させる電流値、素子抵抗ならびに発光ダイオードのしきい値によって決まるが、駆動させる電流値を小さくするためには、ＬＥＤの発光効率を上げればよく、これによって必要な出力を得るために要する電流を少なくすることができる。
【０００８】
素子抵抗に関しては、主に素子が保有する抵抗と、電極とのオーミック抵抗とによって決定されるので、駆動電圧を小さくするために、それぞれの抵抗を小さくすればよい。しかし、近年一般的に使用されている材料においては顕著な差が生じるまでには至っていない。
【０００９】
ダイオードのしきい値については、クラッド層を含めた発光層のバンドギャップでもって決められ、駆動電圧を小さくするために発光層は可能な限りバンドギャップが小さくした方がよい。そのために、赤外通信用ＬＥＤの場合には、ＧａＡｓを発光層に用いるよりもバンドギャップの小さいＩｎＧａＡｓといった材料を用いる方が有利である。
【００１０】
しかしながら、ＩｎＧａＡｓと、通常、クラッド層に用いるＡｌＧａＡｓとの間には格子定数に差があり、しかも、ＩｎＧａＡｓとＡｌＧａＡｓとの最適成長温度が異なり、これによって、熱変動によるダメージを受けやすく、良質でかつ良好な結晶を得ることがむずかしいという課題がある。
【００１１】
したがって本発明は叙上に鑑みて完成されたものであり、その目的は一導電型半導体層と逆導電型半導体層との界面における熱的影響をなくすことで、熱変動によるダメージを小さくして、高品質かつ高信頼性の赤外通信用ＬＥＤを提供することにある。
【００１２】
本発明の他の目的は発光効率を向上させ、さらに素子抵抗を低減させ、しかも、ダイオードのしきい値を低減させ、これによって駆動電圧を大幅に低減させ、低消費電力化を達成した赤外通信用ＬＥＤを提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る本発明の赤外通信用ＬＥＤは、基板上に電子注入層を含む一導電型半導体層とＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ歪超格子構造の発光層を含む逆導電型半導体層と逆導電型半導体オーミック電極とを順次形成し、さらに前記基板の裏面に一導電型半導体オーミック電極を形成し、前記一導電型半導体層と前記逆導電型半導体層との間に、一導電型不純物を含有する３層以下の一方の層領域およびＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ超格子構造の他方の層領域からなるＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ歪超格子層を介在させるとともに、このＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ歪超格子層の前記一方の層領域を前記一導電型半導体層の前記電子注入層の一部と成し、前記他方の層領域を前記逆導電型半導体層の一部と成して前記発光層を構成したことを特徴とする。
【００１４】
請求項２に係る本発明の赤外通信用ＬＥＤは、前記一導電型半導体層がバッファ層を含み、前記電子注入層と前記バッファ層との間にＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓブラッグ反射層を挿入したことを特徴とする。
【００１５】
また、請求項３に係る本発明の赤外通信用ＬＥＤは、基板上に電子注入層を含む一導電型半導体層とＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ歪超格子構造の発光層を含む逆導電型半導体層と逆導電型半導体オーミック電極とを順次形成し、さらに前記一導電型半導体層の一部およびその上の前記逆導電型半導体層をエッチング除去して段差部を設けるとともに、この段差部の露出面に一導電型半導体オーミック電極を形成し、前記一導電型半導体層と前記逆導電型半導体層との間に、一導電型不純物を含有する３層以下の一方の層領域およびＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ超格子構造の他方の層領域からなるＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ歪超格子層を介在させるとともに、このＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ歪超格子層の前記一方の層領域を前記一導電型半導体層の前記電子注入層の一部と成し、前記他方の層領域を前記逆導電型半導体層の一部と成して前記発光層を構成したことを特徴とする。
【００１６】
さらに請求項４に係る本発明の赤外通信用ＬＥＤは、前記一導電型半導体層がバッファ層を含み、前記電子注入層と前記バッファ層との間にＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓブラッグ反射層を挿入したことを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の赤外通信用ＬＥＤを図１〜図４および図６〜図８により説明する。これら図１〜図４はいずれも本発明の赤外通信用ＬＥＤの断面図であり、請求項１に係る赤外通信用ＬＥＤは（例１）にて図１でもって説明し、請求項２に係る赤外通信用ＬＥＤは（例２）にて図２により説明する。同様に請求項３に係る赤外通信用ＬＥＤおよび請求項４に係る赤外通信用ＬＥＤは、それぞれ（例３）（例４）にて図３、図４にて説明する。また、図６〜図８は本発明に係るＬＥＤのバンドギャップを示す図である。
（例１）
図１に示す赤外通信用ＬＥＤ（Ａ）において、１は基板であり、この基板１の上に一導電型半導体層２と逆導電型半導体層３とを順次積層し、逆導電型半導体層３の上に逆導電型半導体オーミック電極４を形成している。また、基板１の裏面に一導電型半導体オーミック電極５を形成している。
【００１８】
本発明においては、さらに一導電型半導体層２と逆導電型半導体層３との間にＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ歪超格子層６を介在させるが、このＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ歪超格子層６は２種類の層領域からなり、一方の層領域２ｄを一導電型半導体層２の一部となし、他方の層領域を逆導電型半導体層３の一部となしている。
【００１９】
以下、具体的に詳述する。基板１はガリウム砒素(ＧａＡｓ)、シリコン（Ｓｉ）などの単結晶絶縁基板もしくは単結晶半導体基板から成る。単結晶半導体基板の場合、（１００）面を＜０１１＞方向に２〜７°オフさせた基板などが用いられる。
【００２０】
一導電型半導体層２はバッファ層２ａと電子注入層２ｃとＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ歪超格子層６の一方の層領域２ｄとを順次積層した構成である。
【００２１】
バッファ層２ａはガリウム砒素などで形成され、電子注入層２ｃはアルミニウムガリウム砒素などで形成される。
【００２２】
バッファ層２ａの厚みは約０.５〜４μｍ程度に、電子注入層２ｃの厚みは約０．２〜１μｍ程度にすればよい。
【００２３】
また、ＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ歪超格子層６の一方の層領域２ｄはＩｎＧａＡｓ層もしくはＧａＡｓ層の双方の種類の層を組合せて積層して、層は３層以下が望ましい。
【００２４】
いずれの積層構成であっても、各層の膜厚は５０Å〜３００Åの範囲にすればよい。ＩｎＧａＡｓ（インジウムガリウム砒素）の層を形成した場合には、Ｉｎの組成はＩｎxＧａ１−ｘＡｓにて表すと、ｘ＝０.０５〜０.３にするとよい。
【００２５】
バッファ層２ａ、電子注入層２ｃ、ＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ歪超格子層６の一方の層領域２ｄはシリコンなどの一導電型半導体不純物を１×１０１６〜１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３程度含有する。また、この時電子注入層２ｃのＡｌの組成はＡｌｘＧａ１−ｘＡｓにてｘ＝０.１〜０.５程度に形成する。
【００２６】
逆導電型半導体層３は、発光層３ａ、クラッド層３ｂ、およびオーミックコンタクト層３ｃを順次形成することで構成される。
【００２７】
発光層３ａはＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ歪超格子構造を取る。この歪超格子は膜厚がそれぞれ５０Å〜３００Åであり、インジウムガリウム砒素のＩｎの組成はｘ＝０.０５〜０.３、層数はそれぞれが５〜１５層である。また、発光効率を向上させるためにＧａＡｓ層にＡｌＡｓを混晶させてもよい。
【００２８】
このような発光層３ａは、ＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ歪超格子層６の一方の層領域２ｄと同一である必要はなく、同一でない部分では膜厚やＩｎの組成などが相違してもよい。
【００２９】
クラッド層３ｂは、電子の閉じ込め効果と光の取り出し効果を考慮してアルミニウム砒素（ＡｌＡｓ）とガリウム砒素（ＧａＡｓ）との混晶とされる。
【００３０】
発光層３ａとクラッド層３ｂは亜鉛（Ｚｎ）などの逆導電型半導体不純物を１×１０１６〜１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３程度含有し、オーミックコンタクト層３ｃは亜鉛などの逆導電型半導体不純物を１×１０１９〜１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３程度含有する。
【００３１】
オーミックコンタクト層３ｃはガリウム砒素などから成る。
【００３２】
クラッド層３ｂは０.２〜２μｍ程度の厚みに形成し、オーミックコンタクト層３ｃは０．０１〜０．１μｍ程度の厚みに形成するとよい。
【００３３】
逆導電型半導体オーミック電極４と一導電型半導体オーミック電極５は金、金ゲルマニウム合金などから成り、厚み１μｍ程度に形成される。
【００３４】
そして、上記構成の赤外通信用ＬＥＤ（Ａ）の光学的バンドギャップは図６に示すとおりであり、逆導電型半導体オーミック電極４と一導電型半導体オーミック電極５の間に電流を流すことによって発光させる。
【００３５】
かくして本発明の赤外通信用ＬＥＤ（Ａ）によれば、一導電型半導体層２と逆導電型半導体層３との間にＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ歪超格子層６を介在させるに当り、ＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ歪超格子層６の一方の層領域２ｄを一導電型半導体層２の電子注入層２ｃの一部となし、他方の層領域を逆導電型半導体層３の一部となして発光層３ａを構成したことで、一導電型半導体層２と逆導電型半導体層３との界面における熱的影響がなくなり、熱変動によるダメージが小さくなり、また、図６に示すＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ歪超格子層６のバンドギャップ構成にしたことで、発光効率が向上し、発光強度が上がり、さらに素子抵抗が低減し、しかも、ダイオードのしきい値が低減し、その結果、駆動電圧が低減した赤外通信用ＬＥＤとなる。
【００３６】
また、図７に示すバンドギャップに示すとおり、上記のような赤外通信用ＬＥＤ（Ａ）において、ＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ歪超格子層６の一方の層領域２ｄにＡｌＡｓを混晶させてもよく、これにより、発光層３ａ以外の部分にてバンドギャップを大きくし、発光層３ａでの閉じ込めの効果を高めることができ、さらに発光効率が向上し、駆動電圧をいっそう下げることができる。
【００３７】
さらにまた、図８に示すバンドギャップに示すとおり、上記のような赤外通信用ＬＥＤ（Ａ）において、ＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ歪超格子層６の一方の層領域２ｄにＡｌＡｓを混晶させるに当り、その混晶の比を各層内で変調させてもよく、とくに発光層３ａ側から電子注入層２ｃへ向かって、Ａｌ組成が大きくなるようにすれば、電子がスムーズに発光層３ａに注入され、その結果、発光効率がいっそう向上し、素子抵抗がさらに低減し、ダイオードのしきい値も低減し、駆動電圧をもっとも低減することができる。
（例２）
本例の赤外通信用ＬＥＤ（Ｂ）においては、（例１）の赤外通信用ＬＥＤ（Ａ）に対し、バッファ層２ａと電子注入層２ｃとの間に、ＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓブラッグ反射層７を介在させている。その他の構成は赤外通信用ＬＥＤ（Ａ）と同じである。
【００３８】
このＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓブラッグ反射層７は屈折率の異なるＡｌＧａＡｓとＧａＡｓを１／４波長の光学的厚さでもって交互に積み重ね、反射鏡として用いるものであり、発光層３ａから基板１側へ放射される光を、光取出し側に反射する役目を担っている。
【００３９】
このＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓブラッグ反射層７は、層数がそれぞれ３〜１５層であり、ＡｌＧａＡｓのＡｌの組成はＡｌｘＧａ１−ｘＡｓにてｘ＝０.５〜０.９程度、望ましくは０.５〜０.７程度に形成するとよい。このようにＡｌ組成を下げることによって、反射層７の抵抗が非常に小さくなる。
【００４０】
かくして本発明の赤外通信用ＬＥＤ（Ｂ）によれば、一導電型半導体層２の内部にＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓブラッグ反射層７を設けたことで、裏面に向かった光を反射させ、これによって発光効率がさらに向上し、発光強度も上がり、駆動電圧を低減させることができた。
（例３）
本例の赤外通信用ＬＥＤ（Ｃ）においては、（例２）の赤外通信用ＬＥＤ（Ｂ）に対し、一導電型半導体層２の一部をエッチング除去し（このエッチング処理を行なうと、その上の逆導電型半導体層３もエッチングすることになる）、これによって段差部を設けるとともに、この段差部の露出面に一導電型半導体オーミック電極５を形成している。なお、図２に示す赤外通信用ＬＥＤ（Ｂ）と同一箇所には同一符号を付す。
【００４１】
赤外通信用ＬＥＤ（Ｃ）においては、一導電型半導体層２は、バッファ層２ａ、オーミックコンタクト層２ｂ、ＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓブラッグ反射層７、電子注入層２ｃおよびＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ歪超格子層６の一方の層領域２ｄを順次積層した構成である。
【００４２】
オーミックコンタクト層２ｂはガリウム砒素などからなり、０．５〜４μｍ程度の厚みである。
【００４３】
また、ＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓブラッグ反射層７、電子注入層２ｃ、ＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ歪超格子層６の一方の層領域２ｄはシリコンなどの一導電型半導体不純物を１×１０１６〜１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３程度含有するのに対し、オーミックコンタクト層２ｂはシリコンなどの一導電型半導体不純物を１×１０１６〜１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３程度含有させるとよい。
【００４４】
この例では、一導電型半導体オーミック電極５とオーミックコンタクト層２ｂとの界面付近上にＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓブラッグ反射層７を配置している。
【００４５】
かくして赤外通信用ＬＥＤ（Ｃ）によれば、上記構成のように、一導電型半導体層２の一部をエッチング除去して段差部を設けるとともに、この段差部の露出面に一導電型半導体オーミック電極５を形成したことで、基板１と一導電型半導体層２との界面付近を電流が流れなくなり、これによって素子抵抗が低下し、その結果、駆動電圧を低減させることができた。
（例４）
上記の赤外通信用ＬＥＤ（Ｃ）においては、一導電型半導体層２は、バッファ層２ａ、オーミックコンタクト層２ｂ、ＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓブラッグ反射層７、電子注入層２ｃおよびＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ歪超格子層６の一方の層領域２ｄとを順次積層した構成であるが、本例の赤外通信用ＬＥＤ（Ｄ）においては、そのような積層順序に代えて、一導電型半導体層２は、バッファ層２ａ、ＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓブラッグ反射層７、オーミックコンタクト層２ｂ、電子注入層２ｃおよびＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ歪超格子層６の一方の層領域２ｄを順次積層し、これによって、段差部の露出面より下側にＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓ反射層７を配した構成とする。
【００４６】
このような赤外通信用ＬＥＤ（Ｄ）によれば、電流はオーミックコンタクト層２ｂだけを流れて、電子の注入層２ｃに到達することになり、これによって逆導電型半導体オーミック電極４と一導電型半導体オーミック電極５の間にて電流の経路を短くしたことでもって発光させたことで、素子抵抗を顕著に低下させ、駆動電圧を低減させることができた。
【００４７】
［赤外通信用ＬＥＤ（Ｃ）および（Ｄ）の作製方法］大きな基板１の上に一導電型半導体層２と逆導電型半導体層３から成る島状半導体層を複数形成し、各逆導電型半導体層３の一部をエッチングし、これによって一導電型半導体層２の一部をエッチング除去して段差部を設けるとともに、この段差部の露出面に一導電型半導体オーミック電極５を接続形成し、さらに各逆導電型半導体層３の上に逆導電型半導体オーミック電極４を接続形成する。
【００４８】
上記のエッチングは硫酸過酸化水素系のエッチング液を用いたウェットエッチングやＣＣｌ２Ｆ２ガスを用いたドライエッチングなどがある。
【００４９】
また、上記の一導電型半導体層２と逆導電型半導体層３から成る島状半導体層は、ＭＯＣＶＤ法などで順次積層して形成する。
【００５０】
これら一導電型半導体層２と逆導電型半導体層３を形成するには、基板温度を４００〜５００℃に設定し、アモルファス状のガリウム砒素膜を２００〜２０００Åの厚みにて形成し、その後、基板温度を６００〜９００℃にまで上げることで得られる。
【００５１】
このＭＯＣＶＤ法を使用するには、原料ガスとしてはＴＭＧ（（ＣＨ３）３Ｇａ）、ＴＥＧ（（Ｃ２Ｈ５）３Ｇａ）、アルシン（ＡｓＨ３）、ＴＭＡ（（ＣＨ３）３Ａｌ）、ＴＥＡ（（Ｃ２Ｈ５）３Ａｌ）などが用いられる。
【００５２】
導電型を制御するためのガスとしては、シラン（ＳｉＨ４）、セレン化水素（Ｈ２Ｓｅ）、ＴＭＺ（（ＣＨ３）３Ｚｎ）などが用いられ、キャリアガスとしては、Ｈ２などがある。
【００５３】
また、一導電型半導体オーミック電極５と逆導電型半導体オーミック電極４は、Ａｕ、ＡｕＧｅなどを蒸着法やスパッタリング法で形成してパターニングする。
【００５４】
その後、各ＬＥＤ素子ごとにダイシング等の方法にて切断し、分離する。そして、各ＬＥＤ素子に対しダイボンディング、ワイヤーボンディング、エポエシ樹脂のコートを行なうことで、赤外通信用ＬＥＤとなる。
【００５５】
【発明の効果】
以上のとおり、本発明の赤外通信用ＬＥＤによれば、電子注入層を含む一導電型半導体層とＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ歪超格子構造の発光層を含む逆導電型半導体層との間に、一導電型不純物を含有する３層以下の一方の層領域およびＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ超格子構造の他方の層領域からなるＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ歪超格子層を介在させるとともに、このＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ歪超格子層の一方の層領域を一導電型半導体層の電子注入層の一部と成し、他方の層領域を逆導電型半導体層の一部と成して発光層を構成したことで、発光層のＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ歪超格子が成長温度変調等による影響を受け難くなり、発光効率を高めた高品質かつ高信頼性の赤外通信用ＬＥＤが提供できた。
【００５６】
さらに本発明の赤外通信用ＬＥＤによれば、一導電型半導体層の電子注入層とバッファ層との間にＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓブラッグ反射層を挿入したり、あるいは一導電型半導体層の一部およびその上の逆導電型半導体層をエッチング除去して段差部を設けるとともに、この段差部の露出面に一導電型半導体オーミック電極を形成した構成にしたり、さらにはその一導電型半導体層の電子注入層とバッファ層との間にＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓブラッグ反射層を挿入したことで、発光効率を向上させ、さらに素子抵抗を低減させ、しかも、ダイオードのしきい値を低減させ、これによって駆動電圧を低減でき、その結果、低消費電力化を達成することができた。
【００５７】
そこで、次のような使用例がある。
・本発明の赤外通信用ＬＥＤをリモコン装置に用いることで、たとえば、テレビやオーディオ、ビデオ、ＡＶ機器などのスイッチングやチャンネル設定に使用するリモコン装置であれば、その電源用の乾電池の使用本数を減らすことができる。
・また、本発明の赤外通信用ＬＥＤの点灯でもって、信号灯とするような場合であれば、それに使用する電源電力が小さくなり、これに伴って電源装置を小型化でき、携帯用の小型信号灯となり、近年の市場ニーズに適している。
・さらにまた、本発明の赤外通信用ＬＥＤを各種情報であるデジタル信号の伝送手段として使用する場合でも、それを駆動する電源装置の小型化に伴って、機器自体も小さくなり、たとえばさらに小型化したモバイルが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の赤外通信用ＬＥＤの断面図である。
【図２】 本発明の他の赤外通信用ＬＥＤの断面図である。
【図３】 本発明のさらに他の赤外通信用ＬＥＤの断面図である。
【図４】 本発明の他の赤外通信用ＬＥＤの断面図である。
【図５】 従来の赤外通信用ＬＥＤの断面図である。
【図６】 本発明の赤外通信用ＬＥＤの光学的バンドギャップ図である。
【図７】 本発明の他の赤外通信用ＬＥＤの光学的バンドギャップ図である。
【図８】 本発明のさらに他の赤外通信用ＬＥＤの光学的バンドギャップ図である。
【符号の説明】
１・・・基板、２・・・一導電型半導体層、３・・・逆導電型半導体層、４・・・逆導電型半導体オーミック電極、５・・・一導電型半導体オーミック電極、６・・・ＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ歪超格子、７・・・ＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓブラッグ反射層
【発明の属する技術分野】
本発明は発光層材料としてガリウム砒素をその主たる材料として用いたＬＥＤに関し、とくに赤外線でもって通信手段となした赤外通信用ＬＥＤに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のＬＥＤの構成を図５にて説明する。同図において、１１はガリウム砒素（ＧａＡｓ）基板であり、このＧａＡｓ基板１１の上に一導電型半導体層１２と逆導電型半導体層１３とを順次積層し、さらに逆導電型半導体層１３の上に逆導電型半導体オーミック電極１４を形成し、ＧａＡｓ基板１１の裏面に一導電型半導体オーミック電極１５を形成する。
【０００３】
一導電型半導体層１２と逆導電型半導体層１３はＭＯＣＶＤまたはＬＰＥによって成長させる。また、逆導電型半導体オーミック電極１４と一導電型半導体オーミック電極１５とでもって一対の電極をなす。
【０００４】
そして、このようなＬＥＤでは、逆導電型半導体オーミック電極１４と一導電型半導体オーミック電極１５との間に電圧を印加し、電流を流すことによって、発光ダイオードとして発光させる。
【０００５】
かかるＬＥＤを基本構成とするが、実際には１枚のＧａＡｓ基板にＬＥＤ素子を単位として、それらを複数個設け、その際に各ＬＥＤ素子として逆導電型半導体オーミック電極１４と一導電型半導体オーミック電極１５とを形成する。その後にダイシング等の方法で切断し、これによって、各素子が分離される。そして、これら各ＬＥＤ素子に対しダイボンディング、ワイヤーボンディング、エポキシ樹脂のコートなどを行なって、ＬＥＤとする。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
近年、低消費電力型ＬＥＤ、とくに低駆動電圧型ＬＥＤの需要が高まっており、それを用いて赤外通信用ＬＥＤとする場合には、電源の電圧を下げることで消費電力が小さくなるが、このような駆動電圧を低減するためには次の技術が提案されている。
【０００７】
すなわち、発光ダイオードの駆動電圧は駆動させる電流値、素子抵抗ならびに発光ダイオードのしきい値によって決まるが、駆動させる電流値を小さくするためには、ＬＥＤの発光効率を上げればよく、これによって必要な出力を得るために要する電流を少なくすることができる。
【０００８】
素子抵抗に関しては、主に素子が保有する抵抗と、電極とのオーミック抵抗とによって決定されるので、駆動電圧を小さくするために、それぞれの抵抗を小さくすればよい。しかし、近年一般的に使用されている材料においては顕著な差が生じるまでには至っていない。
【０００９】
ダイオードのしきい値については、クラッド層を含めた発光層のバンドギャップでもって決められ、駆動電圧を小さくするために発光層は可能な限りバンドギャップが小さくした方がよい。そのために、赤外通信用ＬＥＤの場合には、ＧａＡｓを発光層に用いるよりもバンドギャップの小さいＩｎＧａＡｓといった材料を用いる方が有利である。
【００１０】
しかしながら、ＩｎＧａＡｓと、通常、クラッド層に用いるＡｌＧａＡｓとの間には格子定数に差があり、しかも、ＩｎＧａＡｓとＡｌＧａＡｓとの最適成長温度が異なり、これによって、熱変動によるダメージを受けやすく、良質でかつ良好な結晶を得ることがむずかしいという課題がある。
【００１１】
したがって本発明は叙上に鑑みて完成されたものであり、その目的は一導電型半導体層と逆導電型半導体層との界面における熱的影響をなくすことで、熱変動によるダメージを小さくして、高品質かつ高信頼性の赤外通信用ＬＥＤを提供することにある。
【００１２】
本発明の他の目的は発光効率を向上させ、さらに素子抵抗を低減させ、しかも、ダイオードのしきい値を低減させ、これによって駆動電圧を大幅に低減させ、低消費電力化を達成した赤外通信用ＬＥＤを提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る本発明の赤外通信用ＬＥＤは、基板上に電子注入層を含む一導電型半導体層とＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ歪超格子構造の発光層を含む逆導電型半導体層と逆導電型半導体オーミック電極とを順次形成し、さらに前記基板の裏面に一導電型半導体オーミック電極を形成し、前記一導電型半導体層と前記逆導電型半導体層との間に、一導電型不純物を含有する３層以下の一方の層領域およびＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ超格子構造の他方の層領域からなるＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ歪超格子層を介在させるとともに、このＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ歪超格子層の前記一方の層領域を前記一導電型半導体層の前記電子注入層の一部と成し、前記他方の層領域を前記逆導電型半導体層の一部と成して前記発光層を構成したことを特徴とする。
【００１４】
請求項２に係る本発明の赤外通信用ＬＥＤは、前記一導電型半導体層がバッファ層を含み、前記電子注入層と前記バッファ層との間にＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓブラッグ反射層を挿入したことを特徴とする。
【００１５】
また、請求項３に係る本発明の赤外通信用ＬＥＤは、基板上に電子注入層を含む一導電型半導体層とＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ歪超格子構造の発光層を含む逆導電型半導体層と逆導電型半導体オーミック電極とを順次形成し、さらに前記一導電型半導体層の一部およびその上の前記逆導電型半導体層をエッチング除去して段差部を設けるとともに、この段差部の露出面に一導電型半導体オーミック電極を形成し、前記一導電型半導体層と前記逆導電型半導体層との間に、一導電型不純物を含有する３層以下の一方の層領域およびＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ超格子構造の他方の層領域からなるＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ歪超格子層を介在させるとともに、このＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ歪超格子層の前記一方の層領域を前記一導電型半導体層の前記電子注入層の一部と成し、前記他方の層領域を前記逆導電型半導体層の一部と成して前記発光層を構成したことを特徴とする。
【００１６】
さらに請求項４に係る本発明の赤外通信用ＬＥＤは、前記一導電型半導体層がバッファ層を含み、前記電子注入層と前記バッファ層との間にＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓブラッグ反射層を挿入したことを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の赤外通信用ＬＥＤを図１〜図４および図６〜図８により説明する。これら図１〜図４はいずれも本発明の赤外通信用ＬＥＤの断面図であり、請求項１に係る赤外通信用ＬＥＤは（例１）にて図１でもって説明し、請求項２に係る赤外通信用ＬＥＤは（例２）にて図２により説明する。同様に請求項３に係る赤外通信用ＬＥＤおよび請求項４に係る赤外通信用ＬＥＤは、それぞれ（例３）（例４）にて図３、図４にて説明する。また、図６〜図８は本発明に係るＬＥＤのバンドギャップを示す図である。
（例１）
図１に示す赤外通信用ＬＥＤ（Ａ）において、１は基板であり、この基板１の上に一導電型半導体層２と逆導電型半導体層３とを順次積層し、逆導電型半導体層３の上に逆導電型半導体オーミック電極４を形成している。また、基板１の裏面に一導電型半導体オーミック電極５を形成している。
【００１８】
本発明においては、さらに一導電型半導体層２と逆導電型半導体層３との間にＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ歪超格子層６を介在させるが、このＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ歪超格子層６は２種類の層領域からなり、一方の層領域２ｄを一導電型半導体層２の一部となし、他方の層領域を逆導電型半導体層３の一部となしている。
【００１９】
以下、具体的に詳述する。基板１はガリウム砒素(ＧａＡｓ)、シリコン（Ｓｉ）などの単結晶絶縁基板もしくは単結晶半導体基板から成る。単結晶半導体基板の場合、（１００）面を＜０１１＞方向に２〜７°オフさせた基板などが用いられる。
【００２０】
一導電型半導体層２はバッファ層２ａと電子注入層２ｃとＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ歪超格子層６の一方の層領域２ｄとを順次積層した構成である。
【００２１】
バッファ層２ａはガリウム砒素などで形成され、電子注入層２ｃはアルミニウムガリウム砒素などで形成される。
【００２２】
バッファ層２ａの厚みは約０.５〜４μｍ程度に、電子注入層２ｃの厚みは約０．２〜１μｍ程度にすればよい。
【００２３】
また、ＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ歪超格子層６の一方の層領域２ｄはＩｎＧａＡｓ層もしくはＧａＡｓ層の双方の種類の層を組合せて積層して、層は３層以下が望ましい。
【００２４】
いずれの積層構成であっても、各層の膜厚は５０Å〜３００Åの範囲にすればよい。ＩｎＧａＡｓ（インジウムガリウム砒素）の層を形成した場合には、Ｉｎの組成はＩｎxＧａ１−ｘＡｓにて表すと、ｘ＝０.０５〜０.３にするとよい。
【００２５】
バッファ層２ａ、電子注入層２ｃ、ＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ歪超格子層６の一方の層領域２ｄはシリコンなどの一導電型半導体不純物を１×１０１６〜１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３程度含有する。また、この時電子注入層２ｃのＡｌの組成はＡｌｘＧａ１−ｘＡｓにてｘ＝０.１〜０.５程度に形成する。
【００２６】
逆導電型半導体層３は、発光層３ａ、クラッド層３ｂ、およびオーミックコンタクト層３ｃを順次形成することで構成される。
【００２７】
発光層３ａはＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ歪超格子構造を取る。この歪超格子は膜厚がそれぞれ５０Å〜３００Åであり、インジウムガリウム砒素のＩｎの組成はｘ＝０.０５〜０.３、層数はそれぞれが５〜１５層である。また、発光効率を向上させるためにＧａＡｓ層にＡｌＡｓを混晶させてもよい。
【００２８】
このような発光層３ａは、ＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ歪超格子層６の一方の層領域２ｄと同一である必要はなく、同一でない部分では膜厚やＩｎの組成などが相違してもよい。
【００２９】
クラッド層３ｂは、電子の閉じ込め効果と光の取り出し効果を考慮してアルミニウム砒素（ＡｌＡｓ）とガリウム砒素（ＧａＡｓ）との混晶とされる。
【００３０】
発光層３ａとクラッド層３ｂは亜鉛（Ｚｎ）などの逆導電型半導体不純物を１×１０１６〜１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３程度含有し、オーミックコンタクト層３ｃは亜鉛などの逆導電型半導体不純物を１×１０１９〜１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３程度含有する。
【００３１】
オーミックコンタクト層３ｃはガリウム砒素などから成る。
【００３２】
クラッド層３ｂは０.２〜２μｍ程度の厚みに形成し、オーミックコンタクト層３ｃは０．０１〜０．１μｍ程度の厚みに形成するとよい。
【００３３】
逆導電型半導体オーミック電極４と一導電型半導体オーミック電極５は金、金ゲルマニウム合金などから成り、厚み１μｍ程度に形成される。
【００３４】
そして、上記構成の赤外通信用ＬＥＤ（Ａ）の光学的バンドギャップは図６に示すとおりであり、逆導電型半導体オーミック電極４と一導電型半導体オーミック電極５の間に電流を流すことによって発光させる。
【００３５】
かくして本発明の赤外通信用ＬＥＤ（Ａ）によれば、一導電型半導体層２と逆導電型半導体層３との間にＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ歪超格子層６を介在させるに当り、ＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ歪超格子層６の一方の層領域２ｄを一導電型半導体層２の電子注入層２ｃの一部となし、他方の層領域を逆導電型半導体層３の一部となして発光層３ａを構成したことで、一導電型半導体層２と逆導電型半導体層３との界面における熱的影響がなくなり、熱変動によるダメージが小さくなり、また、図６に示すＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ歪超格子層６のバンドギャップ構成にしたことで、発光効率が向上し、発光強度が上がり、さらに素子抵抗が低減し、しかも、ダイオードのしきい値が低減し、その結果、駆動電圧が低減した赤外通信用ＬＥＤとなる。
【００３６】
また、図７に示すバンドギャップに示すとおり、上記のような赤外通信用ＬＥＤ（Ａ）において、ＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ歪超格子層６の一方の層領域２ｄにＡｌＡｓを混晶させてもよく、これにより、発光層３ａ以外の部分にてバンドギャップを大きくし、発光層３ａでの閉じ込めの効果を高めることができ、さらに発光効率が向上し、駆動電圧をいっそう下げることができる。
【００３７】
さらにまた、図８に示すバンドギャップに示すとおり、上記のような赤外通信用ＬＥＤ（Ａ）において、ＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ歪超格子層６の一方の層領域２ｄにＡｌＡｓを混晶させるに当り、その混晶の比を各層内で変調させてもよく、とくに発光層３ａ側から電子注入層２ｃへ向かって、Ａｌ組成が大きくなるようにすれば、電子がスムーズに発光層３ａに注入され、その結果、発光効率がいっそう向上し、素子抵抗がさらに低減し、ダイオードのしきい値も低減し、駆動電圧をもっとも低減することができる。
（例２）
本例の赤外通信用ＬＥＤ（Ｂ）においては、（例１）の赤外通信用ＬＥＤ（Ａ）に対し、バッファ層２ａと電子注入層２ｃとの間に、ＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓブラッグ反射層７を介在させている。その他の構成は赤外通信用ＬＥＤ（Ａ）と同じである。
【００３８】
このＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓブラッグ反射層７は屈折率の異なるＡｌＧａＡｓとＧａＡｓを１／４波長の光学的厚さでもって交互に積み重ね、反射鏡として用いるものであり、発光層３ａから基板１側へ放射される光を、光取出し側に反射する役目を担っている。
【００３９】
このＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓブラッグ反射層７は、層数がそれぞれ３〜１５層であり、ＡｌＧａＡｓのＡｌの組成はＡｌｘＧａ１−ｘＡｓにてｘ＝０.５〜０.９程度、望ましくは０.５〜０.７程度に形成するとよい。このようにＡｌ組成を下げることによって、反射層７の抵抗が非常に小さくなる。
【００４０】
かくして本発明の赤外通信用ＬＥＤ（Ｂ）によれば、一導電型半導体層２の内部にＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓブラッグ反射層７を設けたことで、裏面に向かった光を反射させ、これによって発光効率がさらに向上し、発光強度も上がり、駆動電圧を低減させることができた。
（例３）
本例の赤外通信用ＬＥＤ（Ｃ）においては、（例２）の赤外通信用ＬＥＤ（Ｂ）に対し、一導電型半導体層２の一部をエッチング除去し（このエッチング処理を行なうと、その上の逆導電型半導体層３もエッチングすることになる）、これによって段差部を設けるとともに、この段差部の露出面に一導電型半導体オーミック電極５を形成している。なお、図２に示す赤外通信用ＬＥＤ（Ｂ）と同一箇所には同一符号を付す。
【００４１】
赤外通信用ＬＥＤ（Ｃ）においては、一導電型半導体層２は、バッファ層２ａ、オーミックコンタクト層２ｂ、ＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓブラッグ反射層７、電子注入層２ｃおよびＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ歪超格子層６の一方の層領域２ｄを順次積層した構成である。
【００４２】
オーミックコンタクト層２ｂはガリウム砒素などからなり、０．５〜４μｍ程度の厚みである。
【００４３】
また、ＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓブラッグ反射層７、電子注入層２ｃ、ＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ歪超格子層６の一方の層領域２ｄはシリコンなどの一導電型半導体不純物を１×１０１６〜１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３程度含有するのに対し、オーミックコンタクト層２ｂはシリコンなどの一導電型半導体不純物を１×１０１６〜１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３程度含有させるとよい。
【００４４】
この例では、一導電型半導体オーミック電極５とオーミックコンタクト層２ｂとの界面付近上にＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓブラッグ反射層７を配置している。
【００４５】
かくして赤外通信用ＬＥＤ（Ｃ）によれば、上記構成のように、一導電型半導体層２の一部をエッチング除去して段差部を設けるとともに、この段差部の露出面に一導電型半導体オーミック電極５を形成したことで、基板１と一導電型半導体層２との界面付近を電流が流れなくなり、これによって素子抵抗が低下し、その結果、駆動電圧を低減させることができた。
（例４）
上記の赤外通信用ＬＥＤ（Ｃ）においては、一導電型半導体層２は、バッファ層２ａ、オーミックコンタクト層２ｂ、ＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓブラッグ反射層７、電子注入層２ｃおよびＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ歪超格子層６の一方の層領域２ｄとを順次積層した構成であるが、本例の赤外通信用ＬＥＤ（Ｄ）においては、そのような積層順序に代えて、一導電型半導体層２は、バッファ層２ａ、ＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓブラッグ反射層７、オーミックコンタクト層２ｂ、電子注入層２ｃおよびＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ歪超格子層６の一方の層領域２ｄを順次積層し、これによって、段差部の露出面より下側にＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓ反射層７を配した構成とする。
【００４６】
このような赤外通信用ＬＥＤ（Ｄ）によれば、電流はオーミックコンタクト層２ｂだけを流れて、電子の注入層２ｃに到達することになり、これによって逆導電型半導体オーミック電極４と一導電型半導体オーミック電極５の間にて電流の経路を短くしたことでもって発光させたことで、素子抵抗を顕著に低下させ、駆動電圧を低減させることができた。
【００４７】
［赤外通信用ＬＥＤ（Ｃ）および（Ｄ）の作製方法］大きな基板１の上に一導電型半導体層２と逆導電型半導体層３から成る島状半導体層を複数形成し、各逆導電型半導体層３の一部をエッチングし、これによって一導電型半導体層２の一部をエッチング除去して段差部を設けるとともに、この段差部の露出面に一導電型半導体オーミック電極５を接続形成し、さらに各逆導電型半導体層３の上に逆導電型半導体オーミック電極４を接続形成する。
【００４８】
上記のエッチングは硫酸過酸化水素系のエッチング液を用いたウェットエッチングやＣＣｌ２Ｆ２ガスを用いたドライエッチングなどがある。
【００４９】
また、上記の一導電型半導体層２と逆導電型半導体層３から成る島状半導体層は、ＭＯＣＶＤ法などで順次積層して形成する。
【００５０】
これら一導電型半導体層２と逆導電型半導体層３を形成するには、基板温度を４００〜５００℃に設定し、アモルファス状のガリウム砒素膜を２００〜２０００Åの厚みにて形成し、その後、基板温度を６００〜９００℃にまで上げることで得られる。
【００５１】
このＭＯＣＶＤ法を使用するには、原料ガスとしてはＴＭＧ（（ＣＨ３）３Ｇａ）、ＴＥＧ（（Ｃ２Ｈ５）３Ｇａ）、アルシン（ＡｓＨ３）、ＴＭＡ（（ＣＨ３）３Ａｌ）、ＴＥＡ（（Ｃ２Ｈ５）３Ａｌ）などが用いられる。
【００５２】
導電型を制御するためのガスとしては、シラン（ＳｉＨ４）、セレン化水素（Ｈ２Ｓｅ）、ＴＭＺ（（ＣＨ３）３Ｚｎ）などが用いられ、キャリアガスとしては、Ｈ２などがある。
【００５３】
また、一導電型半導体オーミック電極５と逆導電型半導体オーミック電極４は、Ａｕ、ＡｕＧｅなどを蒸着法やスパッタリング法で形成してパターニングする。
【００５４】
その後、各ＬＥＤ素子ごとにダイシング等の方法にて切断し、分離する。そして、各ＬＥＤ素子に対しダイボンディング、ワイヤーボンディング、エポエシ樹脂のコートを行なうことで、赤外通信用ＬＥＤとなる。
【００５５】
【発明の効果】
以上のとおり、本発明の赤外通信用ＬＥＤによれば、電子注入層を含む一導電型半導体層とＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ歪超格子構造の発光層を含む逆導電型半導体層との間に、一導電型不純物を含有する３層以下の一方の層領域およびＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ超格子構造の他方の層領域からなるＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ歪超格子層を介在させるとともに、このＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ歪超格子層の一方の層領域を一導電型半導体層の電子注入層の一部と成し、他方の層領域を逆導電型半導体層の一部と成して発光層を構成したことで、発光層のＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ歪超格子が成長温度変調等による影響を受け難くなり、発光効率を高めた高品質かつ高信頼性の赤外通信用ＬＥＤが提供できた。
【００５６】
さらに本発明の赤外通信用ＬＥＤによれば、一導電型半導体層の電子注入層とバッファ層との間にＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓブラッグ反射層を挿入したり、あるいは一導電型半導体層の一部およびその上の逆導電型半導体層をエッチング除去して段差部を設けるとともに、この段差部の露出面に一導電型半導体オーミック電極を形成した構成にしたり、さらにはその一導電型半導体層の電子注入層とバッファ層との間にＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓブラッグ反射層を挿入したことで、発光効率を向上させ、さらに素子抵抗を低減させ、しかも、ダイオードのしきい値を低減させ、これによって駆動電圧を低減でき、その結果、低消費電力化を達成することができた。
【００５７】
そこで、次のような使用例がある。
・本発明の赤外通信用ＬＥＤをリモコン装置に用いることで、たとえば、テレビやオーディオ、ビデオ、ＡＶ機器などのスイッチングやチャンネル設定に使用するリモコン装置であれば、その電源用の乾電池の使用本数を減らすことができる。
・また、本発明の赤外通信用ＬＥＤの点灯でもって、信号灯とするような場合であれば、それに使用する電源電力が小さくなり、これに伴って電源装置を小型化でき、携帯用の小型信号灯となり、近年の市場ニーズに適している。
・さらにまた、本発明の赤外通信用ＬＥＤを各種情報であるデジタル信号の伝送手段として使用する場合でも、それを駆動する電源装置の小型化に伴って、機器自体も小さくなり、たとえばさらに小型化したモバイルが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の赤外通信用ＬＥＤの断面図である。
【図２】 本発明の他の赤外通信用ＬＥＤの断面図である。
【図３】 本発明のさらに他の赤外通信用ＬＥＤの断面図である。
【図４】 本発明の他の赤外通信用ＬＥＤの断面図である。
【図５】 従来の赤外通信用ＬＥＤの断面図である。
【図６】 本発明の赤外通信用ＬＥＤの光学的バンドギャップ図である。
【図７】 本発明の他の赤外通信用ＬＥＤの光学的バンドギャップ図である。
【図８】 本発明のさらに他の赤外通信用ＬＥＤの光学的バンドギャップ図である。
【符号の説明】
１・・・基板、２・・・一導電型半導体層、３・・・逆導電型半導体層、４・・・逆導電型半導体オーミック電極、５・・・一導電型半導体オーミック電極、６・・・ＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ歪超格子、７・・・ＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓブラッグ反射層
Claims (4)
- 基板上に電子注入層を含む一導電型半導体層とＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ歪超格子構造の発光層を含む逆導電型半導体層と逆導電型半導体オーミック電極とを順次形成し、さらに前記基板の裏面に一導電型半導体オーミック電極を形成し、前記一導電型半導体層と前記逆導電型半導体層との間に、一導電型不純物を含有する３層以下の一方の層領域およびＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ超格子構造の他方の層領域からなるＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ歪超格子層を介在させるとともに、このＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ歪超格子層の前記一方の層領域を前記一導電型半導体層の前記電子注入層の一部と成し、前記他方の層領域を前記逆導電型半導体層の一部と成して前記発光層を構成したことを特徴とする赤外通信用ＬＥＤ。
- 前記一導電型半導体層がバッファ層を含み、前記電子注入層と前記バッファ層との間にＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓブラッグ反射層を挿入したことを特徴とする請求項１記載の赤外通信用ＬＥＤ。
- 基板上に電子注入層を含む一導電型半導体層とＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ歪超格子構造の発光層を含む逆導電型半導体層と逆導電型半導体オーミック電極とを順次形成し、さらに前記一導電型半導体層の一部およびその上の前記逆導電型半導体層をエッチング除去して段差部を設けるとともに、この段差部の露出面に一導電型半導体オーミック電極を形成し、前記一導電型半導体層と前記逆導電型半導体層との間に、一導電型不純物を含有する３層以下の一方の層領域およびＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ超格子構造の他方の層領域からなるＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ歪超格子層を介在させるとともに、このＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ歪超格子層の前記一方の層領域を前記一導電型半導体層の前記電子注入層の一部と成し、前記他方の層領域を前記逆導電型半導体層の一部と成して前記発光層を構成したことを特徴とする赤外通信用ＬＥＤ。
- 前記一導電型半導体層がバッファ層を含み、前記電子注入層と前記バッファ層との間にＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓブラッグ反射層を挿入したことを特徴とする請求項３記載の赤外通信用ＬＥＤ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000201404A JP3847061B2 (ja) | 2000-07-03 | 2000-07-03 | 赤外通信用ｌｅｄ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000201404A JP3847061B2 (ja) | 2000-07-03 | 2000-07-03 | 赤外通信用ｌｅｄ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002026377A JP2002026377A (ja) | 2002-01-25 |
| JP3847061B2 true JP3847061B2 (ja) | 2006-11-15 |
Family
ID=18699104
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000201404A Expired - Fee Related JP3847061B2 (ja) | 2000-07-03 | 2000-07-03 | 赤外通信用ｌｅｄ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3847061B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5557649B2 (ja) | 2010-01-25 | 2014-07-23 | 昭和電工株式会社 | 発光ダイオード、発光ダイオードランプ及び照明装置 |
| JP2012119585A (ja) | 2010-12-02 | 2012-06-21 | Showa Denko Kk | 発光ダイオード、発光ダイオードランプ及び照明装置 |
-
2000
- 2000-07-03 JP JP2000201404A patent/JP3847061B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2002026377A (ja) | 2002-01-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4054631B2 (ja) | 半導体発光素子およびその製造方法、ｌｅｄランプ並びにｌｅｄ表示装置 | |
| US6261859B1 (en) | Method for fabricating surface-emitting semiconductor device, surface-emitting semiconductor device fabricated by the method, and display device using the device | |
| US6462358B1 (en) | Light emitting diode and method for manufacturing the same | |
| JP4985260B2 (ja) | 発光装置 | |
| JP4460473B2 (ja) | 半導体レーザ装置の製造方法 | |
| US20030231683A1 (en) | Nitride based semiconductor structures with highly reflective mirrors | |
| JPH09172229A (ja) | 半導体ウェーハ・ボンディングによって製造された透明基板垂直共振型面発光レーザ | |
| JP2005191326A (ja) | 半導体発光素子 | |
| JP3087831B2 (ja) | 窒化物半導体素子 | |
| JP4324387B2 (ja) | 酸化物半導体発光素子 | |
| US5956362A (en) | Semiconductor light emitting device and method of etching | |
| JPH0614564B2 (ja) | 半導体発光素子 | |
| JP2004134650A (ja) | 半導体発光素子 | |
| US20040245536A1 (en) | Laminated semiconductor substrate and optical semiconductor element | |
| JP3847061B2 (ja) | 赤外通信用ｌｅｄ | |
| JP2001007399A (ja) | 半導体発光素子 | |
| JP2002344015A (ja) | 窒化物半導体発光素子 | |
| JP3854053B2 (ja) | 赤外リモコン用ｌｅｄ | |
| JPH05315645A (ja) | 半導体発光装置 | |
| JP2000174341A (ja) | 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子 | |
| JP2000200924A (ja) | 半導体発光素子およびその製法 | |
| JP2003142730A (ja) | 半導体発光素子 | |
| JP4870349B2 (ja) | 半導体レーザ装置の製造方法 | |
| JP2621850B2 (ja) | 発光ダイオード | |
| JP2002050793A (ja) | 発光素子及びその製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040727 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040803 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20041004 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20060808 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060822 |
|
| R150 | Certificate of patent (=grant) or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090901 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100901 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110901 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120901 Year of fee payment: 6 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |