JPH04225577A - 発光ダイオード - Google Patents

発光ダイオード

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JPH04225577A
JPH04225577A JP2408357A JP40835790A JPH04225577A JP H04225577 A JPH04225577 A JP H04225577A JP 2408357 A JP2408357 A JP 2408357A JP 40835790 A JP40835790 A JP 40835790A JP H04225577 A JPH04225577 A JP H04225577A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrode
light emitting
emitting diode
region
light
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.)
Pending
Application number
JP2408357A
Other languages
English (en)
Inventor
Masayuki Kuwabara
雅之 桑原
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.)
Eastman Kodak Japan Ltd
Original Assignee
Eastman Kodak Japan Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Eastman Kodak Japan Ltd filed Critical Eastman Kodak Japan Ltd
Priority to JP2408357A priority Critical patent/JPH04225577A/ja
Priority to US07/809,892 priority patent/US5189496A/en
Publication of JPH04225577A publication Critical patent/JPH04225577A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/0004Devices characterised by their operation
    • H01L33/0008Devices characterised by their operation having p-n or hi-lo junctions

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Led Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は発光ダイオード、特に表
面発光型の発光ダイオードに関するものである。
【0002】
【従来の技術】複数のPN接合発光ダイオードを基板上
に配設されて成る発光ダイオードアレイは各発光ダイオ
ードを電気的に制御することにより比較的容易に画像情
報などを処理する利点を有しており、このためその改良
と共に種々の応用が考えられている。
【0003】例えば、情報の出力機器としてのプリンタ
においては、より高速化高密度化が要求されており、こ
の要求を満足すべく発光ダイオードアレイを光源として
用いることが考えられている。
【0004】すなわち、ノンインパクトな光学プリンタ
としては光源にレーザを用いたレーザプリンタ及び光源
に発光ダイオードアレイを用いたLEDプリンタが知ら
れているが、レーザプリンタではレーザビームの走査に
回動可能なポリゴンミラーなどの機構とこれに対応した
複雑な光学系を必須とするのに対し、LEDプリンタで
は複数の発光ダイオードから成る発光ダイオードアレイ
の各発光ダイオードを電気的にオンオフ制御して駆動す
れば良く、このためレーザプリンタに比べて小型、高速
化かつ高信頼化が可能となっている。
【0005】図5に従来のLEDプリンタ等に用いられ
る発光ダイオードの断面図を示す。図において、発光ダ
イオードはn−GaAs基板1上にn−GaAsP層9
をVPE(Vapor  Phase  Epitax
y)法により積層し、さらにSiN膜5をマスクとして
Zn拡散を行い島状のZn拡散領域8を形成することに
より構成され、n−GaAsP層9とこのZn拡散領域
8との界面がPN接合面を形成して発光領域となる。
【0006】そして、p−電極6及びn−電極7をそれ
ぞれ形成し、両電極間に所定の電圧を印加することによ
りPN接合面からの光が表面から出射される構成である
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな表面発光型発光ダイオードにおいては、p−電極6
の下部は電流密度が一番高いため発光が最も多く生じて
いる場所であるが、ここから発した光はp−電極6によ
り反射されてしまうため外部に取り出されず、発光効率
が大きく低下してしまう問題があった。
【0008】本発明は上記従来の課題に鑑みなされたも
のであり、その目的は表面発光型発光ダイオードにおい
て、電極下部における発光を抑制し、外部への発光に有
効な領域のみに電流を注入することにより極めて高い発
光効率を有する発光ダイオードを提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る発光ダイオードは基板上に形成される
P型あるいはN型半導体層と、この半導体層に形成され
る拡散領域と、前記拡散領域上に形成される電極と、を
有する発光ダイオードにおいて、前記電極下部に電流阻
止領域を有することを特徴とする。
【0010】
【作用】本発明の発光ダイオードはこのような構成を有
しており、電極下部に形成された電流阻止領域により電
極下部における発光を防止し、発光に有効な拡散領域の
みに電流を注入して発光させることにより、電極での反
射を少なくし、発光効率の向上を図るものである。
【0011】
【実施例】以下、図面を用いながら本発明に係る発光ダ
イオードの好適な実施例を説明する。
【0012】図1には第1実施例の発光ダイオードの断
面図が示されており、n−GaAs基板1上にn−Al
GaAs層2、p−AlGaAs層3及びn−AlGa
As層4が順次MBE法などにより積層される。次に、
SiN膜5をマスクとしてZn拡散を行い島状の拡散領
域8aが分離形成され、さらに、再びZn拡散を行い両
拡散領域8aがZn領域で接続される。なお、拡散領域
8aはその深さがp−AlGaAs層3に達するように
設定され、接続領域8bはその深さがa−AlGaAs
層4の層厚よりも小さく設定される。Zn拡散を行うに
は、SiN膜5上に拡散源Znを含むZn0膜等をスパ
ッターリング法等により形成し、650℃〜800℃の
高温中に数時間放置してZnを熱拡散すれば良い。
【0013】そして、p+コンタクト層が拡散領域8a
、接続領域8b上に積層された後p−電極6が形成され
、さらにn−GaAs基板1の下部にn−電極7が形成
され、本実施例の発光ダイオードが構成される。
【0014】ここで、p−電極6とn−電極7間に電圧
を印加すると、p−電極6の下部においては基板表面か
ら順にp+ 、n、p、n、n型となり、逆バイアス構
造となるため電流が注入されずこの部分における発光を
抑えることができる。
【0015】一方、このp−電極6の下部以外の拡散領
域8aにおいては、基板表面から順にp+ 、p、n、
n型となり、電流が基板表面のp+ 層を通して拡散領
域8a全面に注入されるため、n−AlGaAs層2と
p−AlGaAs層3との界面に形成されたPN接合面
において発光し、この光はp−電極6で反射されること
なく外部に取り出される。
【0016】このように、本第1実施例においてはp−
電極6の下部に逆バイアス構造を有する電流阻止領域を
形成することにより、電極下部からの発光を抑え、かつ
この電極下部以外の拡散領域から効率的に発光を行わせ
ることにより極めて発光効率の高い発光ダイオードを得
ることができる。
【0017】なお、本第1実施例においてn−AlGa
As層2、p−AlGaAs層3、n−AlGaAs層
4のAl、Ga、Asの組成比を適当に選ぶことにより
(p−AlGaAs層3のAlの組成比を少なくする)
、n−AlGaAs層4のバンドギャップをp−AlG
aAs3のバンドギャップよりも小さく設定することが
でき、このときPN接合面において発した光はn−Al
GaAs層4にて吸収されないため、外部発光効率をさ
らに高くすることができる。
【0018】図2に本発明の第2実施例に係る発光ダイ
オードの断面図を示す。本第2実施例においては上記第
1実施例において示したように発光が起こるPN接合面
が結晶成長により形成されるのではなく、熱拡散により
形成されるものである。すなわち、n−GaAs基板1
上にn−AlGaAs層2、p−AlGaAs層3、n
−AlGaAs層4が順次積層され、SiN膜5をマス
クとしてZn拡散領域8aがn−AlGaAs層2に達
するまで形成される。その後、上記第1実施例と同様に
して接続領域8bが拡散により形成され、この接続領域
8b上にp+ コンタクト層を介してp−電極6及びn
−GaAs基板1下部にn−電極7が形成される。
【0019】本第2実施例においても、上記第1実施例
と同様にp−電極6下部にはp+ 、n、p、n、n型
の逆バイアス構造を有する電流阻止領域が形成されてい
るためこの領域からは発光せず、拡散領域8aとn−A
lGaAs層2との界面に生じるじるPN接合面にて発
光が行われ、p−電極6にて反射されることなく外部に
取り出される。
【0020】なお、本第2実施例においても上記第1実
施例と同様にn−AlGaAs層4のバンドギャップを
小さく設定することにより光の吸収を抑えてより発光効
率を向上させることもできる。
【0021】図3及び図4には本発明の第3実施例が示
されており、本第3実施例においては発光領域の外周に
電極を配置し、この発光領域に形成された拡散領域に電
極から電流を供給するものである。
【0022】すなわち、図4に示されるように、n−G
aAs基板1上にn−AlGaAs層2、p−AlGa
As層3、n−AlGaAs層4が順次積層され、Si
N膜をマスクとして発光を得たい領域にZn拡散領域8
aを形成する。このとき、拡散領域8はp−AlGaA
s層3に達するまで拡散される。そして、SiN膜を除
去して接続領域8bを熱拡散により形成し、その後拡散
領域8aを囲むようにp−電極6を形成する。
【0023】そして、p−電極6とn−電極7間に電圧
を印加すると、p−電極6下部においては上記第1、第
2実施例と同様にして逆バイアス構造の電流阻止領域が
あるため発光は行われず、一方拡散領域8aでは順バイ
アス構成でその全面に電流が注入されるため連続的な発
光パターンを得ることができる。
【0024】なお、本第3実施例においてはp−電極6
と基板表面との接触面積を大きくとることができるため
、発光ダイオードのシリーズ抵抗を低下させることも可
能となっている。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る発光
ダイオードによれば、表面からの発光に有効な領域のみ
に電流を注入することが可能となり、極めて高い発光効
率を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る発光ダイオードの第1実施例の断
面図。
【図2】本発明に係る発光ダイオードの第2実施例の断
面図。
【図3】本発明に係る発光ダイオードの第3実施例の平
面図。
【図4】本発明に係る発光ダイオードの第3実施例の断
面図。
【図5】従来の発光ダイオードの断面図。
【符号の説明】
1  n−GaAs基板 2  n−AlGaAs層 3  p−AlGaAs層 4  n−AlGaAs層 5  SiN膜 6  p−電極 7  n−電極 8a  拡散領域 8b  接続領域

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  基板上に形成されるP型あるいはN型
    半導体層と、この半導体層に形成される拡散領域と、前
    記拡散領域上に形成される電極と、を有する発光ダイオ
    ードにおいて、前記電極下部に電流阻止領域を有するこ
    とを特徴とする発光ダイオード。
JP2408357A 1990-12-27 1990-12-27 発光ダイオード Pending JPH04225577A (ja)

Priority Applications (2)

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JP2408357A JPH04225577A (ja) 1990-12-27 1990-12-27 発光ダイオード
US07/809,892 US5189496A (en) 1990-12-27 1991-12-18 Light-emitting diode with current-blocking

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US5189496A (en) 1993-02-23

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