JPH02266576A - Semiconductor light-emitting diode - Google Patents

Semiconductor light-emitting diode

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JPH02266576A
JPH02266576A JP1088227A JP8822789A JPH02266576A JP H02266576 A JPH02266576 A JP H02266576A JP 1088227 A JP1088227 A JP 1088227A JP 8822789 A JP8822789 A JP 8822789A JP H02266576 A JPH02266576 A JP H02266576A
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semiconductor
semiconductor crystal
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light emitting
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Yasuhiro Suzuki
安弘 鈴木
Osamu Mikami
修 三上
Etsuo Noguchi
野口 悦男
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Abstract

PURPOSE:To obtain an incoherent light with a high degree of incoherence by allowing first, second,..., and nth mixed crystal regions to own a smaller degree of mixed crystallization as compared with a mixed crystal region in a region where first and second electrode layers oppose each other and further allowing them to own small degree of mixed crystallization in that order. CONSTITUTION:First, second,..., and nth regions M1-Mn which a region 3b where first and second electrode layers 15 and 16 of a second semiconductor crystal layer 3 do not oppose own small first, second,..., and nth degree of mixed crystallization in that order. Thus, the first, second,..., and nth regions own an energy band gap which becomes narrower in that order and hence have an absorption edge wavelength which becomes higher in that order in sequence. Therefore, it becomes possible to obtain an incoherent light achieved by radiating from the light radiation edge surface toward the outside with a high degree of incoherence without providing them by machining the slant surface and without achieving a longer length at a region where the first and second electrode layers of the second semiconductor crystal layer oppose each other.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention] 【産業上の利用分野】[Industrial application field]

本発明は、インコヒーレントな光が外部に放射して得ら
れる半導体発光ダイオードに関する。
The present invention relates to a semiconductor light emitting diode that is obtained by emitting incoherent light to the outside.

【従来の技術】[Conventional technology]

従来、第4図〜第6図を伴って次に述べる半導体発光ダ
イオードが提案されている。 すなわち、例えばn型を有する半導体結晶基板1と、そ
の半導体結晶基板1上にそれと接して形成され且つ半導
体結晶基板1と同じn型を有する半導体結晶層2と、そ
の半導体結晶層2上にそれと接して形成され且つ半導体
結晶層2に比し狭いエネルギバンドギャップと高い屈折
率とを有する半導体結晶層3と、半導体結晶層3上にそ
れと接して形成され且つ半導体結晶層2に比し広いエネ
ルギバンドギャップと低い屈折率とを有するとともに、
半導体結晶層1とは逆のp型を有する半導体結晶層4と
、半導体結晶層4上にそれと接して形成され且つ半導体
結晶層4と同じp型を有する半導体結晶層5とを有する
半導体積層体10を有する。 この場合、半導体積層体10は、とくに第10図に示す
ように、半導体積層体10の長手方向(第9図において
、紙面と平行な方向、第10図において、紙面と垂直方
向)と直交する面上の断面でみて、半導体結晶層2また
は半導体結晶基板1から立上っている(図においては、
半導体結晶層2から立上っている)メサ状の形状を有し
、また、そのメサの左右両側面上に、半導体結晶層2ま
たは半導体結晶基板1側において、半導体結晶層2及び
3と半導体結晶層4の下半部とに接してそれぞれ形成さ
れ且つp型を有するとともに例えばInPでなる半導体
結晶86L及び6Rをそれぞれ有するとともに、それら
半導体結晶層6L及び6R上において、半導体結晶層4
の上半部と半導体結晶層5とに接してそれぞれ形成され
且つn型を有するとともに例えばInPでなる半導体結
晶117L及び7Rをそれぞれ有する。 また、半導体積層体10は、その長手方向の一端側にお
いて、半導体積層体10の厚さ方向に垂直に延長してい
る端面を、光放射端面11として有し、一方、その光放
射端面11上に、反射防止膜12が付されている。 さらに、半導体積層体10は、その長手方向の光放射端
面11側とは反対側の他端側において、半導体結晶層5
.4及び3の端面を、半導体!aI体10の厚さ方向の
垂直面に対して斜めに延長している傾斜面14上に在ら
しめている。 また、上述した半導体積層体10において、その半導体
結晶基板1が、(100)面でなる主面を有し、且つ例
えばInPでなる。 さらに、半導体結晶層2.3.4及び5が、そのような
半導体結晶基板1の主面上に、ともに液相エピタキシャ
ル成長法、気相エピタキシャル成長法、分子線ビームエ
ピタキシャル成長法などによって形成され、そして、半
導体結晶1i2が、例えばInPでなる。 また、半導体結晶層3が、n型不純物及びn型不純物の
いずれも意図的に導入させていないか導入させていると
しても半導体結晶層2及び4に比し格段的に低い濃度で
しか導入させていない例えばInGaASP系でなる。 さらに、半導体結晶層4が、例えばInPでなる。 また、半導体層5が、n型不純物を半導体結晶層4に比
し高い濃度で導入している例えばInGaAsP系でな
る。 さらに、上述した半導体積層体10の一方の主面10a
上、従って半導体結晶層5の上面上に、半導体積層体1
0の長手方向の充放tJJ端面11側において、半導体
結晶層7L及び7R上にも延長している電極層15が、
オーミックに付されて配されている。 また、上述した半導体積層体10の上述した主面10a
と対向している他方の主面10b上、従って半導体結晶
基板1の半導体結晶層2側とは反対側の面上に、他の電
極層16が、半導体積層体10の主面10a上の電極層
15と対向してオーミックに付されて配されている。こ
の場合、電極層16は、図示のように、主面10a上の
電極層15と対向していない領域上に延長していてもよ
い。 以上が、従来提案されている半導体発光ダイオードの構
成である。 このような構成を有する半導体発光ダイオードによれば
、電極層15及び16間に、電極層15側を正とする所
要の電8(図示せず)を接続すれば、その電源からの電
流が、半導体積層体10の半導体結晶基板1、及び半導
体結晶層2.3.4及び5に、それらとは逆の順に、電
極!15及び16を通じて流れる。 しかしながら、電源からの電流は、電極層15が、半導
体積層体10の半導体結晶Ji17L及び7R上に延長
していても、この場合の電源が、半導体結晶層7L及び
6m間、及び7R及び6R間のpn接合に対して逆バイ
アスを与える極性を有しているので、それら半導体結晶
17L及び6m、及び7R及び6Rに、半導体結晶層3
を側路して流れない。 従って、電源からの電流が、半導体積層体10の半導体
結晶層3に、狭窄して流れる。 また、このように、半導体積層体10の半導体結晶層3
に狭窄して流れる電流は、主として、電極W115及び
16が相対向している領域3aに流れる。 このため、主として、半導体結晶層3の領域3aの各部
において、半導体結晶層3を構成しているInGaAs
P系のエネルギバンドギャップE に応じた波長λ8を
中心とする例えばa 1.5μm波長帯の帯域を有する光り、が発生する。そ
して、それら光り、の一部が、領域3aを、半導体結晶
層2及び4によって閉じ込められて光放射端面11側に
伝播し、光L8の他部が、半導体結晶層3の電極層15
及び16が相対向していない領域3bを、同様に、半導
体結晶層2及び4によって閉じ込められて傾斜面14側
に伝播する。 そして、このように、半導体結晶層3の領域3aを光放
射端面11側に伝播する光り、の−部は、その光放射端
面11上に反射防止膜12が形成されているので、その
光放射端面11上で反射することなしに、反射防止膜1
2を通って外部に放射する。 また、上述したように、半導体結晶層3の領域3bを、
傾斜面14側に伝播する光Laの他部は、その伝播過程
で、領域3bにおいて吸収されながら、傾斜面14に到
達し、そして、その傾斜面14において反射し、その反
射光は、半導体結晶層3の領域3b内にほとんど再入射
しない。 以上のことから、第4図〜第6図に示す従来の半導体発
光ダイオードによれば、半導体積層体10の半導体結晶
層3をその全領域に亘って構成しているInGaAsP
系のエネルギバンドギャップEoaに対応した波長λa
を中心とする帯域を有する光Laが、インコヒーレント
な光りとして、光放射端面11から、反射防止膜12を
通じて、外部に放射して得られる。 また、この場合、半導体積層体10には、電源からの電
流が、継続して流れ、従って、電源からの電流が、半導
体結晶Ji3の領域3aに継続して注入されているので
、光放射端面11から外部に放射して得られるインコヒ
ーレントな光りが、半導体積層体10の半導体結晶層3
の領域3aに流れる電流の値に応じて、比較的高い輝度
で得られる。 さらに、光放射端面11から外部に放射して得られるイ
ンコヒーレントな光りが、充放01 g面11上におけ
る半導体結晶層3の端面という局部的な領域から外部に
放射される光であるので、光放射端面11から外部に放
射して得られるインコヒーレントな光りが、半導体結晶
層3の厚さに応じて、比較的狭い放射角で放射される。 従って、第4図〜第6図に示す半導体発光ダイオードに
よれば、インコヒーレントな光りが、比較的高い輝度で
且つ比較的狭い放射角で、外部に放射して得られる。 〔発明が解決しようとするN題1 しかしながら、第4図〜第6図で上述した従来の半導体
発光ダイオードの場合、半導体積層体10における半導
体結晶層3が、電極層15及び16が相対向している領
域3a、及び電極層15及び16が相対向していない領
域3bを含めた全領域において、各部−様な組成を有す
る1nGaAsP系のエネルギバンドギャップEg2を
有する1つの領域のみを有する、という構成を有してい
る。 このため、光り、の一部が領域3bを伝播するとき、そ
の領域3bに光し、の一部に基ずき電子が蓄積されて、
領域3bのエネルギバンドギャップが本来の広さよりも
広くなる、というバンドファイリング効果によって、領
域3bが領域3aに比し実効的に広いエネルギバンドギ
ャップを有することになる。 従って、領域3bが、そこに伝播する光Laの一部を吸
収し難くなり、その光L8の一部の大部分が、傾斜面1
4に到着し、そこで反射する。 このため、上述においては、半導体結晶層3の電極層1
5及び16が相対向している領vA3aで発生する光L
aの一部が、半導体結晶H3の電極層15及び16が相
対向していない領域3bを、傾斜面14側に伝播すると
き、その光り、の一部が領域3bに伝播する過程で、そ
の領域3bにおいて吸収されながら傾斜面14に到着し
、そして、傾斜面14において反射し、その反射光は、
領域3bにほとんど再入射しない、と述べたが、傾斜面
14において反射した反射光が、散乱して、領ii&3
bに無視し得ないm再入射する。 このため、第4図〜第6図で上述した従来の半導体発光
ダイオードの場合、光放射端面11から外部に放射して
得られるインコヒーレントな光りが、高いインコヒーレ
ント度を有して得られない、という欠点を有していた。 また、第4図〜第6図で上述した従来の半導体発光ダイ
オードの場合、半導体積層体10に、光放射端面11側
とは反対側の端面側において、傾斜面14を加工して設
けなければならない、という欠点を有していた。 よって、本発明は、上述した欠点のない新規な半導体発
光ダイオードを提案せんとするものである。
Conventionally, the semiconductor light emitting diode described below with reference to FIGS. 4 to 6 has been proposed. That is, for example, a semiconductor crystal substrate 1 having an n-type, a semiconductor crystal layer 2 formed on the semiconductor crystal substrate 1 in contact with it and having the same n-type as the semiconductor crystal substrate 1, and a semiconductor crystal layer 2 having the same n-type as the semiconductor crystal layer 2. A semiconductor crystal layer 3 is formed in contact with the semiconductor crystal layer 3 and has a narrower energy band gap and a higher refractive index than the semiconductor crystal layer 2; has a bandgap and a low refractive index, and
A semiconductor laminate including a semiconductor crystal layer 4 having a p-type opposite to that of the semiconductor crystal layer 1, and a semiconductor crystal layer 5 formed on and in contact with the semiconductor crystal layer 4 and having the same p-type as the semiconductor crystal layer 4. It has 10. In this case, as particularly shown in FIG. 10, the semiconductor laminate 10 is arranged in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the semiconductor laminate 10 (in FIG. 9, a direction parallel to the paper surface, in FIG. 10, a direction perpendicular to the paper surface). When viewed in cross section on the plane, it stands up from the semiconductor crystal layer 2 or the semiconductor crystal substrate 1 (in the figure,
It has a mesa-like shape (standing up from the semiconductor crystal layer 2), and on both left and right sides of the mesa, on the semiconductor crystal layer 2 or the semiconductor crystal substrate 1 side, the semiconductor crystal layers 2 and 3 and the semiconductor Semiconductor crystals 86L and 6R are formed in contact with the lower half of the crystal layer 4 and are p-type and made of, for example, InP, and on the semiconductor crystal layers 6L and 6R, the semiconductor crystal layer 4
The semiconductor crystals 117L and 7R are formed in contact with the upper half of the semiconductor crystal layer 5 and are n-type, and are made of, for example, InP. Further, the semiconductor stack 10 has an end face extending perpendicularly to the thickness direction of the semiconductor stack 10 as a light emitting end face 11 at one end side in the longitudinal direction. An antireflection film 12 is attached to the surface. Further, the semiconductor stack 10 has a semiconductor crystal layer 5 on the other end side opposite to the light emitting end surface 11 side in the longitudinal direction.
.. The end faces of 4 and 3 are made of semiconductor! It is located on an inclined surface 14 extending obliquely to a vertical plane in the thickness direction of the aI body 10. Further, in the semiconductor stacked body 10 described above, the semiconductor crystal substrate 1 has a main surface formed of a (100) plane and is made of, for example, InP. Further, semiconductor crystal layers 2.3.4 and 5 are formed on the main surface of such semiconductor crystal substrate 1 by a liquid phase epitaxial growth method, a vapor phase epitaxial growth method, a molecular beam epitaxial growth method, etc., and The semiconductor crystal 1i2 is made of, for example, InP. Further, in the semiconductor crystal layer 3, neither the n-type impurity nor the n-type impurity is intentionally introduced, or even if it is introduced, it is only introduced at a significantly lower concentration than in the semiconductor crystal layers 2 and 4. For example, it is made of InGaASP type. Furthermore, the semiconductor crystal layer 4 is made of, for example, InP. Further, the semiconductor layer 5 is made of, for example, an InGaAsP system into which n-type impurities are introduced at a higher concentration than that of the semiconductor crystal layer 4. Further, one main surface 10a of the semiconductor stack 10 described above
The semiconductor stack 1 is placed on the upper surface of the semiconductor crystal layer 5.
On the charging/discharging tJJ end face 11 side in the longitudinal direction of 0, an electrode layer 15 extending also onto the semiconductor crystal layers 7L and 7R,
It is attached to Ohmic. Moreover, the above-mentioned main surface 10a of the above-mentioned semiconductor stack 10
Another electrode layer 16 is formed on the other main surface 10b facing the main surface 10b of the semiconductor stack 10, that is, on the surface of the semiconductor crystal substrate 1 opposite to the semiconductor crystal layer 2 side. It is arranged in ohmic contact with the layer 15. In this case, the electrode layer 16 may extend onto a region on the main surface 10a that does not face the electrode layer 15, as shown in the figure. The above is the structure of the conventionally proposed semiconductor light emitting diode. According to the semiconductor light emitting diode having such a configuration, if a required power source 8 (not shown) with the electrode layer 15 side positive is connected between the electrode layers 15 and 16, the current from the power source is Electrodes are applied to the semiconductor crystal substrate 1 and the semiconductor crystal layers 2, 3, 4, and 5 of the semiconductor stack 10 in the reverse order! 15 and 16. However, even if the electrode layer 15 extends over the semiconductor crystals Ji 17L and 7R of the semiconductor stack 10, the current from the power source is applied between the semiconductor crystal layers 7L and 6m and between 7R and 6R. The semiconductor crystal layer 3 has a polarity that gives a reverse bias to the pn junction of the semiconductor crystal layer 3.
It does not flow by bypassing the flow. Therefore, the current from the power source flows through the semiconductor crystal layer 3 of the semiconductor stack 10 in a constricted manner. Moreover, in this way, the semiconductor crystal layer 3 of the semiconductor stack 10
The current flowing in a constricted manner mainly flows in the region 3a where the electrodes W115 and 16 are facing each other. For this reason, mainly in each part of the region 3a of the semiconductor crystal layer 3, the InGaAs constituting the semiconductor crystal layer 3 is
Light having a wavelength band of, for example, a 1.5 μm centered on a wavelength λ8 corresponding to the energy bandgap E of the P system is generated. A part of the light L8 is confined in the region 3a by the semiconductor crystal layers 2 and 4 and propagates toward the light emitting end face 11, and the other part of the light L8 is transmitted to the electrode layer 15 of the semiconductor crystal layer 3.
Similarly, the region 3b where the semiconductor crystal layers 2 and 16 do not face each other is confined by the semiconductor crystal layers 2 and 4 and propagates toward the inclined surface 14 side. In this way, the - part of the light propagating through the region 3a of the semiconductor crystal layer 3 toward the light emitting end face 11 is prevented from being emitted because the antireflection film 12 is formed on the light emitting end face 11. The anti-reflection film 1 is coated without reflection on the end surface 11.
2 and radiates to the outside. Further, as described above, the region 3b of the semiconductor crystal layer 3 is
The other part of the light La propagating toward the inclined surface 14 reaches the inclined surface 14 while being absorbed in the region 3b during the propagation process, and is reflected at the inclined surface 14, and the reflected light is absorbed by the semiconductor crystal. Almost no light re-enters the region 3b of the layer 3. From the above, according to the conventional semiconductor light emitting diode shown in FIGS.
Wavelength λa corresponding to the energy bandgap Eoa of the system
Light La having a band centered on is emitted as incoherent light from the light emitting end face 11 through the antireflection film 12 to the outside. Further, in this case, the current from the power source continues to flow through the semiconductor stack 10, and therefore, the current from the power source is continuously injected into the region 3a of the semiconductor crystal Ji3, so that the light emitting end face Incoherent light emitted to the outside from the semiconductor crystal layer 3 of the semiconductor stack 10
A relatively high brightness can be obtained depending on the value of the current flowing in the region 3a. Furthermore, since the incoherent light obtained by being radiated to the outside from the light emitting end face 11 is the light radiated to the outside from a local region of the end face of the semiconductor crystal layer 3 on the charging/discharging 01 g plane 11, Incoherent light obtained by radiating outward from the light emitting end face 11 is emitted at a relatively narrow radiation angle depending on the thickness of the semiconductor crystal layer 3. Therefore, according to the semiconductor light emitting diodes shown in FIGS. 4 to 6, incoherent light is emitted to the outside with a relatively high brightness and a relatively narrow radiation angle. [N Problem 1 to be Solved by the Invention However, in the case of the conventional semiconductor light emitting diode described above in FIGS. In the entire region including the region 3a where the electrode layers 15 and 16 are not facing each other and the region 3b where the electrode layers 15 and 16 do not face each other, there is only one region having an energy band gap Eg2 of the 1nGaAsP system having a composition similar to that of each part. It has a structure. Therefore, when a part of the light propagates through the region 3b, it shines into the region 3b, and electrons are accumulated based on the part of the light.
Due to the band filing effect in which the energy bandgap of the region 3b becomes wider than the original width, the region 3b has an effectively wider energy bandgap than the region 3a. Therefore, it becomes difficult for the region 3b to absorb a portion of the light La propagating there, and most of the light L8 is absorbed by the inclined surface 1.
4 and reflect there. Therefore, in the above, the electrode layer 1 of the semiconductor crystal layer 3
Light L generated in the area vA3a where 5 and 16 face each other
When a part of the light a propagates to the inclined surface 14 side through the region 3b where the electrode layers 15 and 16 of the semiconductor crystal H3 are not facing each other, in the process of propagating a part of the light to the region 3b, The light reaches the inclined surface 14 while being absorbed in the region 3b, and is reflected at the inclined surface 14, and the reflected light is
Although it has been mentioned that almost no light re-enters the region 3b, the reflected light reflected on the inclined surface 14 is scattered and enters the region ii & 3b.
m re-injects into b, which cannot be ignored. For this reason, in the case of the conventional semiconductor light emitting diode described above in FIGS. 4 to 6, incoherent light obtained by radiating outward from the light emitting end face 11 cannot be obtained with a high degree of incoherence. It had the following drawbacks. Further, in the case of the conventional semiconductor light emitting diode described above in FIGS. 4 to 6, an inclined surface 14 must be formed on the semiconductor laminate 10 on the end surface side opposite to the light emitting end surface 11 side. It had the disadvantage that it did not. Therefore, the present invention seeks to propose a novel semiconductor light emitting diode that does not have the above-mentioned drawbacks.

【′a題を解決するための手段] 本発明による半導体発光ダイオードは、第4図〜第6図
で上述した従来の半導体発光ダイオードの場合と同様に
、 (イ)■第1の導電型を有する半導体結晶基板と、■そ
の半導体結晶基板上に形成され且つ第1の導電型を有す
る第1の半導体結晶層と、■その第1の半導体結晶層上
にそれと接して形成され且つ上記第1の半導体結晶層に
比し狭いエネルギバンドギャップと高い屈折率とを有す
る第2の半導体結晶層と、■その第2の半導体結晶層上
にそれと接して形成され且つ上記第2の半導体結晶層に
比し広いエネルギバンドギャップと低い屈折率とを有す
るとともに、第1の導電型とは逆の第2の導電型を有す
る第3の半導体結晶層とを有する半導体積層体を有し、
そして、 (ロ)その半導体積層体の第1の主面上に1.F2半導
体積層体の長さ方向の一端側において、第1の電極層が
局部的に配され、また、(ハ)上記半導体積層体の゛上
記第1の主面と対向する第2の主面上に、上記第1の電
極層と対向している第2の電極層が配され、さらに、 (ニ)上記半導体積層体の上記第1の電極層が配されて
いる側の一端面を光放射端面としている という構成を有する。 しかしながら、本発明による半導体発光ダイオードは、
このような構成を有する半導体装置ダイオードにおいて
、 (ホ)上記第2の半導体結晶層が、上記第1及び第2の
電極層が相対向している領域において、超格子層が混晶
化されている混晶化領域でなり、また、 (へ)上記第2の半導体結晶層が、上記第1及び第2の
電極層が相対向していない領域において、上記混晶化領
域側から上記半導体積層体の長手方向に順次連接してと
った複数n個の第1、第2・・・・・・・・・第nの領
域部を有し、そして、 (ト)上記第2の半導体結晶層の上記第1、第2・・・
・・・・・・第nの領域部が、超格子層が混晶化されて
いる第1、第2・・・・・・・・・第nの混晶化領域部
でそれぞれなり、また、 (ヂ)上記第1、第2・・・・・・・・・第nの混晶化
領域部が、ともに上記第2の半導体結晶層の上記第1及
び第2の電極層が相対向している領域における混晶化領
域に比し小さな混晶化度を有するが、それらの順に順次
小さな第1、第2・・・・・・・・・第nの混晶化度(
ただし、第nの混晶化度が実質的に零である場合も含む
)を有する。 【作用・効果】 本発明による半導体発光ダイオードによれば、第4図〜
第6図で上述した従来の半導体発光ダイオードの場合と
同様に、第1及び第2の電極層間に所要の電源を接続し
、その電源からの電流を、半導体積層体に流せば、第4
図〜第6図で上述した従来の半導体発光ダイオードの場
合に準じて、半導体81層体の第2の半導体結晶層の第
1及び第2の電極層が相対向している領域において、そ
の領域のエネルギバンドギャップに応じた波長を中心と
する帯域を有する光が発生する。 そして、その光は、第2の半導体結晶層の第1及び第2
の電極層が相対向している領域を、その領域においてほ
とんど吸収されずに、第1及び第2の半導体結晶層によ
って閉じ込められて光放射端面側に伝播する。 従って、本発明による半導体発光ダイオードの場合、第
4図〜第6図で上述した従来の半導体発光ダイオードの
場合と同様に、インコヒーレントな光が、光放射端面か
ら、外部に放射して得られる。 また、この場合、半導体積層体には、第4図〜第6図で
上述した従来の半導体発光ダイオードの場合と同様に、
電源からの電流が継続して流れ、従って、電源からの電
流が、半導体積層体の第2の半導体結晶層の第1及び第
2の電極層が相対向している領域に継続して注入されて
いるので、光放射端面から外部に放射されるインコヒー
レントな光が、第4図〜第6図で上述した従来の半導体
発光ダイオードの場合と同様に、第2の半導体結晶層の
第1及び第2の電極層が相対向している領域に流れる電
流に応じて、比較的高い輝度で得られる。 また、光放射端面から外部に放射して得られるインコヒ
ーレントな光が、第4図〜第6図で上述した従来の半導
体発光ダイオードの場合と同様に、光放射端面上におけ
る第2の半導体結晶層の端面という局部的な領域から外
部に放射される光であるので、光放射端面から外部に放
射して得られるインコヒーレントな光が、第4図〜第6
図で上述した従来の半導体発光ダイオードの場合と同様
に、第2の半導体結晶層の厚さに応じて、比較的狭い放
射角で放射される。 従って、本発明による半導体発光ダイオードの場合も、
第4図〜第6図で上述した従来の半導体発光ダイオード
の場合と同様に、インコヒーレントな光が、比較的高い
iiiで且つ比較的狭い放射角で得られる。 しかしながら、本発明による半導体発光ダイオードの場
合、半導体積層体の第2の半導体結晶層の第1及び第2
の電極層が相対向していない領域が、第1、第2・・・
・・・・・・第nの領域部を有し、そして、それら第1
、第2・・・・・・・・・第nの領域部が、ともに、第
2の半導体結晶層の第1及び第2の電極層が相対向して
いる領域としての、超格子層が混晶化されている混晶化
領域に比し、小さな混晶化度に超格子層が混晶化されて
いる、という第1、第2・・・・・・・・・第nの混晶
化領域部でそれぞれなるので、第2の半導体結晶層の第
1及び第2の電極層が相対向していない領域の各部が、
第2の半導体結晶層の第1及び第2の電極層が相対向し
ている領域に比し狭いエネルギバンドギャップを有し、
従って、第2の半導体結晶層の第1及び第2の電極層が
相対向している領域に比し高い吸収端波長を有している
。 しかも、本発明による半導体発光ダイオードの場合、第
2の半導体結晶層の第1及び第2の電極層が相対向して
いない領域が有している第1、第2・・・・・・・・・
第nの領域部が、それらの順に順次小さな第1、第2・
・・・・・・・・第nの混晶化度を有しているので、第
1、第2・・・・・・・・・第nの領域部が、それらの
順に順次狭くなるエネルギバンドギャップを有し、従っ
て、それらの順に順次高くなる吸収端波長を有している
。 このため、第2の半導体結晶層の第1及び第2の′iM
極層が相対向している領域で発生する光の一部が、M2
の半導体結晶層の第1及び第2の電極層が相対向してい
ない領域を光放射端面側とは反対側に伝播するとき、そ
の光の一部が第2の半導体結晶層の第1及び第2の電極
層が相対向していない領域において、第4図〜第6図で
上述した従来の半導体発光ダイオードの場合に比し効果
的に吸収される。 従って、本発明による半導体発光ダイオードの場合、第
4図〜第6図で上述した従来の半導体発光ダイオードの
場合のように半導体積層体に、充放fJ4端面側とは反
対側の端面側において傾斜面を加工して設けたりするこ
となしに、また、#!導体積層体を、第2の半導体結晶
層の第1及び第2の電極層が相対向していない領域が、
そこにおいてそれに伝播する光を十分吸収させるべく、
長い長さを有するように、長い長さに構成したりするこ
となしに、第2の半導体結晶層の第1及びM2の電極層
が相対向している領域から、第2の半導体結晶層の第1
及び第2の電極層が相対向していない領域に伝播する光
を、前者の領域に、実質的に、再入射させなくすること
ができる。 従って、本発明による半導体発光ダイオードによれば、
第4図〜第6図で上述した従来の半導体発光ダイオード
の場合のように半導体積層体に、光放射端面側とは反対
側の端面側において傾斜面14を加工して設けたりする
ことなしに、また、半導体積層体を、第2の半導体結晶
層の第1及び第2の電極層が相対向している領域が良い
長さを有するように、長い長さを有する構成にしたりす
ることなしに、光放射端面から外部に放射して得られる
インコヒーレントな光が、第4図〜第6図で上述した従
来の半導体発光ダイオードの場合に比し高いインコヒー
レント度を有して得られる。 【実施例1 次に、第1図〜第3図を伴って本発明による半導体発光
ダイオードの実施例を述べよう。 第1図〜第3図において、第4図〜第6図との対応部分
には同一符号を付し、詳1Bli5!明を省略する。 第1図〜第3図に示す本発明による半導体発光ダイオー
ドは、次の事項を除いて、第4図〜第6図で上述した従
来の半導体発光ダイオードと同様の構成を有する。 すなわち、半導体積層体10の半導体結晶層3、電極層
15及び16が相対向している領域3aにおいて、例え
ば80人の厚さを有するGa、A、sでなる半導体結晶
層と20への厚さを有するI nGaAs系でなる半導
体結晶層とが例えば20@繰返して積層されている超格
子層が混晶化されている混晶化領域でなる。 また、半導体結晶層3が、電極層15及び16が相対向
していない領域3bにおいて、上述した領bX3aの混
晶化領域側から半導体積層体10の長手方向に順次連接
してとった複数n個の第1、第2・・・・・・・・・第
nの領域部M1、M2、・・・・・・・・・M、を有す
る。 そして、それら半導体結晶層3の第1、第2・・・・・
・・・・第nの領域部M1 、M2 、・・・・・・・
・・Mnが、上述した超格子層が混晶化されている第1
、第2・・・・・・・・・第nの混晶化領域部でそれぞ
れなるが、それら第1、第2・・・・・・・・・第nの
混晶化領域部が、ともに、半導体結晶層3の電極層15
及び16が相対向しているfri域3aにおける上述し
た混晶化領域の混晶化度D8に比し小さな混晶化度を有
するが、それらの順に順次小さな第1、第2・・・・・
・・・・第nの混晶化度D  、D  ・・・・・・・
・・D。 を有する。 ただし、この場合、第nの混晶化度り。は実質的に零で
あってもよい。なお図においては、第nの領域部M の
Mnの混晶化領域部の第nの混晶化度り。が、零である
場合を示している。 以上が、本発明による半導体発光ダイオードの実施例の
構成である。 本発明による半導体発光ダイオードによれば、第4図〜
第6図で上述した従来の半導体発光ダイオードの場合と
同様に、第1及び第2の電極層間に所要の電源を接続し
、その電源から小−流を、半導体積層体に漬拝゛ で上述した従来の半導体発光ダイオードの場合に準じて
、半導体積層体の第2の半導体結晶層の第1及び第2の
電極層が相対向している領域において、その領域のエネ
ルギバンドギャップに応じた波長を中心とする帯域を有
する光が発生する。 そして、その光は、第2の半導体結晶層の第1及び第2
の電極層が相対向している領域を、その領域においてほ
とんど吸収されずに、第1及び第2の半導体結晶層によ
って閉じ込められて光放射端面側に伝播する。 従って、本発明による半導体発光ダイオードの場合、第
4図〜第6図で上述した従来の半導体発光ダイオードの
場合と同様に、インコヒーレントな光が、光放射端面か
ら、外部に放射して得られる。 また、この場合、半導体積層体には、第4図〜第6図で
上述した従来の半導体発光ダイオードの場合と同様に、
電源からの電流が継続して流れ、従って、電源からの電
流が、半導体積層体の第2の半導体結晶層の第1及び第
2の電極層が相対向している領域に継続して注入されて
いるので、光放射端面から外部に放射されるインコヒー
レントな光が、第4図〜第6図で上述した従来の半導体
発光ダイオードの場合と同様に、第2の半導体結晶層の
第1及び第2の電極層が相対向している領域に流れる電
流に応じて。 比較的高い輝度で得られる。 また、光放射端面から外部に放射して得られるインコヒ
ーレントな光が、第4図〜第6図で上述した従来の半導
体発光ダイオードの場合と同様に、光放射端面上にお1
ノる第2の半導体結晶層の端面という局部的な領域から
外部に放射される光であるので、光放射端面から外部に
放射して得られるインコヒーレントな光が、第4図〜第
6図で上述した従来の半導体発光ダイオードの場合と同
様に、第2の半導体結晶層の厚さに応じて、比較的狭い
放射角で放射される。 従って、本発明による半導体発光ダイオードの場合も、
第4図〜第6図で上述した従来の半導体発光ダイオード
の場合と同様に、インコヒーレントな光が、比較的高い
輝度で且つ比較的狭い放射角で得られる。 しかしながら、第1図〜第3図に示す本発明による半導
体発光ダイオードの場合、半導体積層体10の半導体結
晶層3の電極層15及び16が相対向していない領域3
aが、第1、第2・・・・・・・・・第nの領域部M、
M2・・・・・・・・・M、を有し、そして、それら第
1、第2・・・・・・・・・第nの領域部M 1M2・
・・・・・・・・M、が、超格子層がともに半導体結晶
層3の電極層15及び16が相対向している領域3aと
しての、上述した超格子層が混晶化されている混晶化領
域に比し、小さなa晶化度で混晶化されているIL第2
・・・・・・・・・第nの混晶化領域部でそれぞれなる
ので、半導体結晶層3の電極層15及び16が相対向し
でいない領域3bの各部が、半導体結晶層3の電極層1
5及び16が相対向している領域3aに比し、狭いエネ
ルギバンドギャップを有し、従って、半導体結晶層3の
電極層15及び16が相対向している領域3aに比し高
い吸収端波長を有している。 しかも、第1図〜第3図に示す本発明による半導体発光
ダイオードの場合、半導体結晶層3の電極層15及び1
6が相対向していない領域3bが有している第1、第2
・・・・・・・・・第nの領域部M1、M2・・・・・
・・・・Moが、それらの順に順次小さな第1、第2・
・・・・・・・・第nの混晶化度D1、D2・・・・・
・・・・D、を有しているので、それら第1、第2・・
・・・・・・・第nの領域部が、それらの順に順次狭く
なるエネルギバンドギャップを有し、従って、それらの
順に順次高くなる吸収端波長を有している。 このため、第2の半導体結晶層の第1及び第2の電極層
が相対向している領域で発生する光の一部が、第2の半
導体結晶層の第1及び第2の電極層が相対向していない
領域を光放射端面側とは反対側に伝播するとき、その光
の一部が第2の半導体結晶層の第1及び第2の電極層が
相対向していない領域において、第4図〜第6図で上述
した従来の半導体発光ダイオードの場合に比し効果的に
吸収される。 従って、第1図〜第3図に示す本発明による半導体発光
ダイオードの場合、第4図〜第6図で上述した従来の半
導体発光ダイオードの場合のように半導体積層体に光放
射端面側とは反対側の端面側において傾斜面を加工して
設けたり、半導体積層体を、第2の半導体結晶層の第1
及び第2の電極層が相対向していない領域が長い長さを
有するように、長い長さに構成したりする、ということ
なしに、第2の半導体結晶層の第1及び第2の電極層が
相対向している領域から、第2の半導体結晶層の第1及
び第2の電極層が相対向していない領域に伝播する光を
、前者の領域に実質的に再入射させなくすることができ
る。 従って、第1図〜第3図に示す本発明による半導体発光
ダイオードによれば、第4図〜第6図で上述した従来の
半導体発光ダイオードの場合のように半導体積層体に光
放射端面側とは反対側の端面側において傾斜面14を加
工して設けたり、半導体積層体を第2の半導体結晶層の
第1及び第2の電極層が相対向している領域が長い長さ
を有するように、長い長さを有する構成にしたりするこ
となしに、光放射端面から外部に放射して得られるイン
コヒーレントな光が第4図〜第6図で上述した従来の半
導体発光ダイオードの場合に比し高いインコヒーレント
度を有して得られる。 なお、上述においては、いわゆる埋込型の半導体発光ダ
イオードに本発明を適用した場合の実施例を述べたもの
であるが、要は、第1図〜第3図で上述した半導体結晶
基板1に対応している(イ)第1の導電型を有する半導
体結晶基板と、その半導体結晶基板上に形成され且つ第
1の導電型を有する第1図〜第3図で上述した半導体結
晶層2に対応している第1の半導体結晶層と、その第1
の半導体結晶層上にそれと接して形成され且つ上記第1
の半導体結晶層に比し狭いエネルギバンドギャップと高
い屈折率とを有する第1図〜第3図で上述した半導体結
晶層3に対応している第2の半導体結晶層と、その第2
の半導体結晶層上にそれと接して形成され且つ上記第2
の半導体結晶層に比し広いエネルギバンドギャップと低
い屈折率とを有するとともに、第1の導電型とは逆の第
2の導電型を有する第1図〜第3図で上述した半導体結
晶層4に対応している第3の半導体結晶層とを有する半
導体積層体を有し、そして、(ロ)その半導体積層体の
相対向する第1及び第2の主面上に、第1図〜第3図で
上述した電極層15及び16に対応している第1及び第
2の電極層が相対向してそれぞれ配され、また、(ハ)
上記半導体積層体の長手方向の一端面を光放射端面とし
ている半導体発光ダイオードに本発明を適用することも
できることは明らかであろう。 また、上述した本発明による半導体発光ダイオードにお
いて、「n型」を「p型」、「p型」を「n型」に読み
代えた構成とすることもでき、その他、本発明の精神を
脱することなしに、種々の変型、変更をなし得るであろ
う。
[Means for Solving Problem 'a] The semiconductor light emitting diode according to the present invention has the following features as in the case of the conventional semiconductor light emitting diode described above in FIGS. 4 to 6: (1) a first semiconductor crystal layer formed on the semiconductor crystal substrate and having a first conductivity type; (2) a first semiconductor crystal layer formed on the first semiconductor crystal layer and in contact with it; a second semiconductor crystal layer having a narrower energy bandgap and a higher refractive index than the semiconductor crystal layer; a semiconductor stack having a third semiconductor crystal layer having a relatively wide energy bandgap and a low refractive index and a second conductivity type opposite to the first conductivity type;
(b) 1. on the first main surface of the semiconductor stack; A first electrode layer is locally disposed on one end side in the length direction of the F2 semiconductor stack, and (c) a second main surface of the semiconductor stack opposite to the first main surface. A second electrode layer facing the first electrode layer is disposed on top, and (d) one end surface of the semiconductor laminate on which the first electrode layer is disposed is exposed to light. It has a configuration in which it has a radiation end face. However, the semiconductor light emitting diode according to the present invention
In the semiconductor device diode having such a configuration, (e) the second semiconductor crystal layer has a superlattice layer mixed in a region where the first and second electrode layers face each other; and (f) the second semiconductor crystal layer is formed of the semiconductor stack from the mixed crystal region side in a region where the first and second electrode layers do not face each other. It has a plurality of n first, second, etc. nth region portions successively connected in the longitudinal direction of the body, and (g) the second semiconductor crystal layer. The above first and second...
......The n-th region is the first and second ......n-th mixed crystal region in which the superlattice layer is mixed, and (d) The first and second...... n-th mixed crystal region portions are such that the first and second electrode layers of the second semiconductor crystal layer face each other. The mixed crystallization degree is smaller than that of the mixed crystallized region in the region where the mixed crystallization is, but the first, second, etc. nth mixed crystallization degree (
However, this also includes cases where the n-th mixed crystallinity is substantially zero). [Operation/Effect] According to the semiconductor light emitting diode according to the present invention, FIGS.
As in the case of the conventional semiconductor light emitting diode described above in FIG.
According to the case of the conventional semiconductor light emitting diode described above with reference to FIGS. Light having a band centered on a wavelength corresponding to the energy bandgap of is generated. Then, the light is transmitted to the first and second semiconductor crystal layers of the second semiconductor crystal layer.
The light is hardly absorbed in the region where the electrode layers face each other, and is confined by the first and second semiconductor crystal layers and propagates toward the light emitting end surface. Therefore, in the case of the semiconductor light emitting diode according to the present invention, as in the case of the conventional semiconductor light emitting diode described above in FIGS. 4 to 6, incoherent light is obtained by radiating outward from the light emitting end face. . In addition, in this case, the semiconductor stack has, as in the case of the conventional semiconductor light emitting diode described above in FIGS. 4 to 6,
The current from the power source continues to flow, and therefore, the current from the power source is continuously injected into the region where the first and second electrode layers of the second semiconductor crystal layer of the semiconductor stack are facing each other. Therefore, the incoherent light emitted to the outside from the light emitting end face is transmitted to the first and second semiconductor crystal layers, as in the case of the conventional semiconductor light emitting diode described above in FIGS. 4 to 6. A relatively high brightness can be obtained depending on the current flowing in the regions where the second electrode layers face each other. In addition, incoherent light emitted from the light emitting end face to the outside is transmitted to the second semiconductor crystal on the light emitting end face, as in the case of the conventional semiconductor light emitting diode described above in FIGS. 4 to 6. Since the light is emitted to the outside from a local area called the end face of the layer, the incoherent light obtained by being emitted to the outside from the light emitting end face is as shown in Figures 4 to 6.
As in the case of the conventional semiconductor light-emitting diode described above in the figures, depending on the thickness of the second semiconductor crystal layer, radiation is emitted with a relatively narrow emission angle. Therefore, also in the case of the semiconductor light emitting diode according to the present invention,
As with the conventional semiconductor light emitting diodes described above in FIGS. 4-6, incoherent light is obtained at relatively high iii and relatively narrow emission angles. However, in the case of the semiconductor light emitting diode according to the present invention, the first and second semiconductor crystal layers of the semiconductor stack
The regions where the electrode layers are not facing each other are the first, second, . . .
. . . has an n-th area portion, and those first
, second......The n-th region is a superlattice layer where the first and second electrode layers of the second semiconductor crystal layer face each other. The first, second, etc., n-th mixed region has a superlattice layer mixed with a smaller degree of mixing than the mixed crystal region. Since each part of the crystallized region is divided into regions where the first and second electrode layers of the second semiconductor crystal layer do not face each other,
The first and second electrode layers of the second semiconductor crystal layer have an energy band gap narrower than a region where they face each other,
Therefore, the second semiconductor crystal layer has a higher absorption edge wavelength than the region where the first and second electrode layers face each other. Moreover, in the case of the semiconductor light emitting diode according to the present invention, the regions where the first and second electrode layers of the second semiconductor crystal layer do not face each other have first, second...・・・
The n-th area is sequentially smaller in the order of the first, second, and
Since it has the n-th mixed crystallinity, the energy of the first, second, n-th regions becomes narrower in that order. They have a band gap, and therefore have absorption edge wavelengths that increase in order. Therefore, the first and second ′iM of the second semiconductor crystal layer
A part of the light generated in the region where the polar layers face each other is M2
When the first and second electrode layers of the semiconductor crystal layer propagate toward the side opposite to the light emitting end surface through the region where they do not face each other, a portion of the light propagates through the first and second electrode layers of the second semiconductor crystal layer. In regions where the second electrode layers do not face each other, light is absorbed more effectively than in the case of the conventional semiconductor light emitting diode described above with reference to FIGS. 4 to 6. Therefore, in the case of the semiconductor light emitting diode according to the present invention, as in the case of the conventional semiconductor light emitting diode described above with reference to FIGS. Also, #! without processing the surface. In the conductive laminate, a region of the second semiconductor crystal layer where the first and second electrode layers do not face each other,
In order to sufficiently absorb the light propagating there,
From the region where the first and M2 electrode layers of the second semiconductor crystal layer face each other, the second semiconductor crystal layer is 1st
The light propagating to the region where the second electrode layer does not face each other can be substantially prevented from re-entering the former region. Therefore, according to the semiconductor light emitting diode according to the present invention,
Unlike the case of the conventional semiconductor light emitting diode described above in FIGS. 4 to 6, there is no need to process and provide the inclined surface 14 on the end surface side opposite to the light emitting end surface side of the semiconductor laminate. In addition, the semiconductor stack is not configured to have a long length so that the region where the first and second electrode layers of the second semiconductor crystal layer face each other has a good length. In addition, incoherent light emitted from the light emitting end face to the outside can be obtained with a higher degree of incoherence than in the case of the conventional semiconductor light emitting diode described above with reference to FIGS. 4 to 6. Embodiment 1 Next, an embodiment of a semiconductor light emitting diode according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3. In FIGS. 1 to 3, parts corresponding to those in FIGS. 4 to 6 are designated by the same reference numerals, and details 1Bli5! Omit the description. The semiconductor light emitting diode according to the present invention shown in FIGS. 1 to 3 has the same structure as the conventional semiconductor light emitting diode described above in FIGS. 4 to 6, except for the following points. That is, in the region 3a where the semiconductor crystal layer 3 and the electrode layers 15 and 16 of the semiconductor stack 10 face each other, for example, a semiconductor crystal layer made of Ga, A, and s having a thickness of 80 mm and a thickness of 20 mm. The superlattice layer is a mixed crystal region in which a superlattice layer is formed by repeatedly stacking, for example, 20 layers of InGaAs-based semiconductor crystal layers having a high density. In addition, in the region 3b where the electrode layers 15 and 16 do not face each other, the semiconductor crystal layer 3 has a plurality of layers n sequentially connected in the longitudinal direction of the semiconductor stack 10 from the mixed crystal region side of the region bX3a described above. It has first, second, . . . n-th region portions M1, M2, . . . M. The first, second, etc. of these semiconductor crystal layers 3...
... n-th area M1, M2, ...
...Mn is the first layer in which the above-mentioned superlattice layer is mixed crystal.
, second......n-th mixed crystal region, respectively, and the first, second...n-th mixed crystal region, In both cases, the electrode layer 15 of the semiconductor crystal layer 3
and 16 have a smaller mixed crystallinity degree than the mixed crystallinity degree D8 of the above-mentioned mixed crystallized region in the fri region 3a facing each other, but the first, second, . . .・
... nth mixed crystallinity D , D ......
...D. has. However, in this case, the degree of mixed crystallization is higher than the nth mixed crystal. may be substantially zero. In addition, in the figure, the nth degree of mixed crystallization of the Mn mixed crystallized region portion of the nth region M2 is shown. is zero. The above is the configuration of the embodiment of the semiconductor light emitting diode according to the present invention. According to the semiconductor light emitting diode according to the present invention, FIGS.
As in the case of the conventional semiconductor light emitting diode described above in FIG. Similar to the conventional semiconductor light emitting diode, in the region where the first and second electrode layers of the second semiconductor crystal layer of the semiconductor stack are facing each other, a wavelength corresponding to the energy band gap of that region is set. Light having a band centered on is generated. Then, the light is transmitted to the first and second semiconductor crystal layers of the second semiconductor crystal layer.
The light is hardly absorbed in the region where the electrode layers face each other, and is confined by the first and second semiconductor crystal layers and propagates toward the light emitting end surface. Therefore, in the case of the semiconductor light emitting diode according to the present invention, as in the case of the conventional semiconductor light emitting diode described above in FIGS. 4 to 6, incoherent light is obtained by radiating outward from the light emitting end face. . In addition, in this case, the semiconductor stack has, as in the case of the conventional semiconductor light emitting diode described above in FIGS. 4 to 6,
The current from the power source continues to flow, and therefore, the current from the power source is continuously injected into the region where the first and second electrode layers of the second semiconductor crystal layer of the semiconductor stack are facing each other. Therefore, the incoherent light emitted to the outside from the light emitting end face is transmitted to the first and second semiconductor crystal layers, as in the case of the conventional semiconductor light emitting diode described above in FIGS. 4 to 6. In response to the current flowing in the regions where the second electrode layer faces each other. Obtained with relatively high brightness. In addition, incoherent light obtained by radiating outward from the light emitting end face is placed on the light emitting end face as in the case of the conventional semiconductor light emitting diode described above in FIGS. 4 to 6.
Since the light is emitted to the outside from a local region called the end face of the second semiconductor crystal layer, the incoherent light obtained by being emitted to the outside from the light emitting end face is as shown in Figures 4 to 6. As in the case of the conventional semiconductor light-emitting diode described above, depending on the thickness of the second semiconductor crystal layer, radiation is emitted with a relatively narrow emission angle. Therefore, also in the case of the semiconductor light emitting diode according to the present invention,
As with the conventional semiconductor light emitting diodes described above in FIGS. 4-6, incoherent light is obtained at a relatively high brightness and at a relatively narrow emission angle. However, in the case of the semiconductor light emitting diode according to the present invention shown in FIGS.
a is the first, second, . . . nth area portion M,
M2......M, and these first, second......nth area portions M1M2.
......M, the above-mentioned superlattice layer is mixed crystal as the region 3a where the electrode layers 15 and 16 of the semiconductor crystal layer 3 are facing each other. The second IL, which is mixed crystallized with a small a-crystallinity compared to the mixed crystalline region,
. . . Each part of the region 3b where the electrode layers 15 and 16 of the semiconductor crystal layer 3 are not facing each other is the electrode of the semiconductor crystal layer 3. layer 1
It has a narrower energy band gap than the region 3a where the electrode layers 15 and 16 of the semiconductor crystal layer 3 face each other, and therefore has a higher absorption edge wavelength than the region 3a where the electrode layers 15 and 16 of the semiconductor crystal layer 3 face each other. have. Moreover, in the case of the semiconductor light emitting diode according to the present invention shown in FIGS. 1 to 3, the electrode layers 15 and 1 of the semiconductor crystal layer 3 are
6 has the first and second regions 3b that are not facing each other.
......n-th area M1, M2...
...Mo is the first, second, smaller, etc. in that order.
......Nth mixed crystallinity D1, D2...
...D, so those first, second...
The n-th regions have energy band gaps that become narrower in that order, and therefore have absorption edge wavelengths that become higher in that order. Therefore, part of the light generated in the region where the first and second electrode layers of the second semiconductor crystal layer are opposed to each other is absorbed by the first and second electrode layers of the second semiconductor crystal layer. When the light propagates through the region where they do not face each other to the side opposite to the light emitting end surface side, a part of the light propagates in the region where the first and second electrode layers of the second semiconductor crystal layer do not face each other, It is absorbed more effectively than in the case of the conventional semiconductor light emitting diode described above in FIGS. 4 to 6. Therefore, in the case of the semiconductor light emitting diode according to the present invention shown in FIGS. 1 to 3, the light emitting end surface side of the semiconductor stack is not the same as in the case of the conventional semiconductor light emitting diode described above in FIGS. 4 to 6. A sloped surface may be processed and provided on the opposite end surface side, or the semiconductor stack may be formed on the first side of the second semiconductor crystal layer.
and the first and second electrodes of the second semiconductor crystal layer without configuring the second electrode layer to have a long length so that the regions where the second electrode layer does not face each other have a long length. Substantially preventing light propagating from a region where the layers face each other to a region where the first and second electrode layers of the second semiconductor crystal layer do not face each other to re-enter the former region. be able to. Therefore, according to the semiconductor light emitting diode according to the present invention shown in FIGS. 1 to 3, as in the case of the conventional semiconductor light emitting diode described above in FIGS. 4 to 6, the semiconductor stack has a light emitting end surface. The sloped surface 14 is processed on the opposite end surface side, or the semiconductor stack is formed so that the region where the first and second electrode layers of the second semiconductor crystal layer face each other has a long length. In addition, the incoherent light emitted from the light emitting end surface to the outside without having a structure having a long length is compared to the case of the conventional semiconductor light emitting diode described above in FIGS. 4 to 6. and a high degree of incoherence. The above description describes an embodiment in which the present invention is applied to a so-called embedded semiconductor light emitting diode, but the point is that the present invention is applied to the semiconductor crystal substrate 1 described above in FIGS. 1 to 3. (a) A semiconductor crystal substrate having a first conductivity type and a semiconductor crystal layer 2 formed on the semiconductor crystal substrate and having the first conductivity type described above in FIGS. 1 to 3. A corresponding first semiconductor crystal layer and its first
is formed on and in contact with the semiconductor crystal layer of
a second semiconductor crystal layer corresponding to the semiconductor crystal layer 3 described above in FIGS. 1 to 3, which has a narrower energy band gap and higher refractive index than the semiconductor crystal layer of
is formed on and in contact with the semiconductor crystal layer of
The semiconductor crystal layer 4 described above in FIGS. 1 to 3 has a wider energy band gap and a lower refractive index than the semiconductor crystal layer 4 and has a second conductivity type opposite to the first conductivity type. and (b) on the opposing first and second main surfaces of the semiconductor stack, the layers shown in FIGS. The first and second electrode layers corresponding to the electrode layers 15 and 16 described above in FIG. 3 are arranged facing each other, and (c)
It will be obvious that the present invention can also be applied to a semiconductor light emitting diode in which one end face in the longitudinal direction of the semiconductor laminate is used as a light emitting end face. In addition, in the semiconductor light emitting diode according to the present invention described above, "n type" may be replaced with "p type" and "p type" may be replaced with "n type", or in other ways that depart from the spirit of the present invention. Various modifications and changes may be made without further modification.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図、第2図及び第3図は、本発明による半導体発光
ダイオードの第1の実施例を示す路線的平面図、そのf
f−II検線上断面図及びI[I−■線上の断面図であ
る。 第4図、第5図及び第6図は、従来の半導体発光ダイオ
ードを示す路線的平面図、そのV−■線上の断面図及び
Vl−VT棟線上断面図である。 15.16・・・・・・・・・電8i層M1〜Mo・・
・・・・・・・半導体結晶層3の領域3bの領域部
1, 2, and 3 are line plan views showing a first embodiment of a semiconductor light emitting diode according to the present invention, and its f
They are a sectional view on the f-II inspection line and a sectional view on the I[I-■ line. FIG. 4, FIG. 5, and FIG. 6 are a linear plan view showing a conventional semiconductor light emitting diode, a sectional view on the V-■ line, and a sectional view on the Vl-VT ridge line. 15.16...Electronic 8i layer M1~Mo...
. . . Region portion of region 3b of semiconductor crystal layer 3

Claims (1)

【特許請求の範囲】 第1の導電型を有する半導体結晶基板と、その半導体結
晶基板上に形成され且つ第1の導電型を有する第1の半
導体結晶層と、その第1の半導体結晶層上にそれと接し
て形成され且つ上記第1の半導体結晶層に比し狭いエネ
ルギバンドギャップと高い屈折率とを有する第2の半導
体結晶層と、その第2の半導体結晶層上にそれと接して
形成され且つ上記第2の半導体結晶層に比し広いエネル
ギバンドギャップと低い屈折率とを有するとともに、第
1の導電型とは逆の第2の導電型を有する第3の半導体
結晶層とを有する半導体積層体を有し、 上記半導体積層体の第1の主面上に、上記半導体積層体
の長さ方向の一端側において、第1の電極層が局部的に
配され、 上記半導体積層体の上記第1の主面と対向する第2の主
面上に、上記第1の電極層と対向している第2の電極層
が配され、 上記半導体積層体の上記第1の電極層が配されている側
の一端面を光放射端面としている半導体発光ダイオード
において、 上記第2の半導体結晶層が、上記第1及び第2の電極層
が相対向している領域において、超格子層が混晶化され
ている混晶化領域でなり、上記第2の半導体結晶層が、
上記第1及び第2の電極層が相対向していない領域にお
いて、上記混晶化領域側から上記半導体積層体の長手方
向に順次連接してとつた複数n個の第1、第2・・・・
・・・・・第nの領域部を有し、上記第2の半導体結晶
層の上記第1、第2・・・・・・・・・第nの領域部が
、超格子層が混晶化されている第1、第2・・・・・・
・・・第nの混晶化領域部でそれぞれなり、 上記第1、第2・・・・・・・・・第nの混晶化領域部
が、ともに上記第2の半導体結晶層の上記第1及び第2
の電極層が相対向している領域における混晶化領域に比
し小さな混晶化度を有するが、それらの順に順次小さな
第1、第2・・・・・・・・・第nの混晶化度(ただし
、第nの混晶化度が実質的に零である場合も含む)を有
することを特徴とする半導体発光ダイオード。
[Scope of Claims] A semiconductor crystal substrate having a first conductivity type, a first semiconductor crystal layer formed on the semiconductor crystal substrate and having the first conductivity type, and a first semiconductor crystal layer formed on the semiconductor crystal substrate and having the first conductivity type. a second semiconductor crystal layer formed on and in contact with the second semiconductor crystal layer and having a narrower energy bandgap and a higher refractive index than the first semiconductor crystal layer; and a third semiconductor crystal layer having a wider energy band gap and lower refractive index than the second semiconductor crystal layer, and a second conductivity type opposite to the first conductivity type. a laminate, a first electrode layer is locally disposed on a first main surface of the semiconductor laminate at one end in the length direction of the semiconductor laminate; A second electrode layer facing the first electrode layer is arranged on a second main surface opposite to the first main surface, and the first electrode layer of the semiconductor laminate is arranged. In the semiconductor light emitting diode in which one end face on the opposite side is a light emitting end face, the second semiconductor crystal layer has a superlattice layer of a mixed crystal in a region where the first and second electrode layers face each other. The second semiconductor crystal layer is a mixed crystal region having a
In a region where the first and second electrode layers do not face each other, a plurality of n first, second...・・・
. . . has an nth region portion, and the first and second . . . nth region portions of the second semiconductor crystal layer have a superlattice layer of mixed crystal The first and second...
. . . respectively in the n-th mixed crystal region portions, and the first and second mixed crystal region portions are the above-mentioned portions of the second semiconductor crystal layer. 1st and 2nd
The mixed crystallinity is smaller than that of the mixed crystallized region in the region where the electrode layers face each other, but the first, second,... nth mixed crystallization degree is smaller in that order. A semiconductor light-emitting diode characterized by having a crystallinity (including cases where the n-th mixed crystallinity is substantially zero).
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