JPH0487380A - 半導体発光素子 - Google Patents

半導体発光素子

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JPH0487380A
JPH0487380A JP2201526A JP20152690A JPH0487380A JP H0487380 A JPH0487380 A JP H0487380A JP 2201526 A JP2201526 A JP 2201526A JP 20152690 A JP20152690 A JP 20152690A JP H0487380 A JPH0487380 A JP H0487380A
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light emitting
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康一 新田
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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】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、半導体発光素子に係わり、特にI nGaA
 I P系材料を用いた半導体発光素子に関する。
(従来の技術) 近年、直接遷移型の化合物半導体材料を用いた各種の発
光ダイオード(半導体発光素子)が開発されている。特
に、InGaAlP系材料を用い系材性ダイオードは、
580mm (黄色)〜690+nm (赤色)の範囲
で発光を有し、また直接遷移による発光が得られるため
、効率の高い光源として期待されている。
この種の発光ダイオードの例として、第3図に示す構造
か知られている。即ち、。−GaAs基板80上にn−
GaAsバッファ層81゜n−InGaAlPクラッド
層82.アンドープInGaP活性層83及び p−1
nGaA I Pクラッド層84が成長形成され、この
上の一部(中央部)にp−InGaP中間バンドギャッ
プ層85及びp−GaAsコンタクト層86が成長形成
されている。そして、コンタクト層86にp側電極87
が形成され、基板80の裏面にn側電極88が形成され
ている。
ところで、第3図のような構成においては、活性層83
に十分にキャリアを閉込め高い発光効率を得るには、ク
ラッド層82.84のAl組成を大きくしなければなら
ない。しかし、pクラッド層においては一般に、A1組
成を大きくするとキャリア濃度を大きくすることができ
ず、第3図の構成ではpクラッド層84のキャリア濃度
は低いものとなる。このため、電極87から注入される
電流はpクラッド層84では殆ど広がることなく活性層
83に注入されることになり、発光領域は活性層83の
電極87の直下に位置する領域91のみとなる。
この場合、発光領域91から上面方向に取出される光9
3は、クラッド層84で光の吸収を受けることなく、活
性層83でのバンドギャップに相当した波長を有する。
一方、ダブルヘテロ構造部を有するため、発光領域91
で発光した光は、活性層83を導波して端面から出る光
94となる。この端面光94は、活性層83での光吸収
を受けるため、上面から取出される光93に比べ波長が
長い。このため、端面から出る光94は、不必要な光と
して除去されてきた。
つまり、従来の発光ダイオードでは端面から無駄な光が
放射され、これが光取出し効率の低下を招く要因となっ
ていた。
(発明が解決しようとする課題) このように従来、ダブルヘテロ構造部を有する半導体発
光素子においては、光取出し側の電極直下か発光領域と
なり、端面から出る光は活性層での光吸収を受け、上面
(光取出し面)から取出す光と波長が異なってくる。こ
のため、端面から出る光を除去する必要かあり、これか
先取出し効率の低下を招く要因となっていた。
本発明は、上記事情を考慮してなされたもので、その目
的とするところは、光取出し面からの光と端面からの光
の発光波長が異なることに起因する光取出し効率の低下
をなくし、光取出し効率の向上をはかり得る半導体発光
素子を提供することにある。
[発明の構成] (課題を解決するための手段) 本発明の骨子は、ダブルヘテロ構造部の端面から出射さ
れる光の波長を上面から出射される光と同しにし、ダブ
ルヘテロ構造部の活性層における発光を上面と端面との
両方から取比すことにより、光取出し効率の向上をはか
ることにある。
即ち本発明は、半導体基板上に 1nGaAIP系材料
からなる活性層をクラッド層で挟んだダブルヘテロ構造
部を形成した半導体発光素子において、前記ダブルヘテ
ロ構造部上の少なくとも端面領域に第1の電極を設け、
且つ端面領域以外の一部に第1の電極の存在しない領域
を設け、前記半導体基板の裏面に第2の電極を設けるよ
うにしたものである。
(作用) 本発明によれば、端面領域上に第1の電極が形成されて
いるため、端面領域にも発光領域が形成され、この端面
の発光領域から出る光は活性層での光吸収の影響を受け
ることなく、上面から出る光と同じ波長となる。従って
、端面からでる光を除去する必要はなく、この光を上面
から出る光と共に取出すことにより、光取出し効率の向
上をはかることが可能となる。
(実施例) 以下、本発明の詳細を図示の実施例によって説明する。
第1図(a)は本発明の第1の実施例に係わる半導体発
光素子の概略構成を示す断面図である。
図中10はn−GaAs基板であり、この基板10上に
n−GaAsバッファ層11゜n−1no5 (Gao
、i A 10.7 )05Pクラッド層12゜ I no5 (Gao、s A 10.2 )o5P活
性層13゜p −I no、s  (Gao3A 10
.7 ) o、s Pクラッド層14が成長形成され、
このクラッド層14の中央部と端面領域の上に p  r no、Gao、P中間バンドギャップ層15
及びp−GaAsコンタクト層16が成長形成されてい
る。そして、コンタクト層16上にp側電極(第1の電
極)17が形成され、基板10の下面(′11面)にn
側電極(第2の電極)18が形成されている。
なお、第1図の構造を実現するには、基板10上にコン
タクト層16まてをエピタキシャル成長し、さらにp側
電極17を形成した後に゛、RIE等でコンタクト層1
6及び中間バンドギャップ層15を選択エツチングすれ
ばよい。また、図中21は中央部の発光領域、22は端
面領域での発光領域、23は光取出し面からの上面出射
光、24は端面からの出射光を示している。
このような構成であれば、中央部の発光領域21と共に
端面領域に発光領域22が形成されているため、端面出
射光24も活性層13で光吸収を受けることなく出射さ
れる。このため、端面出射光24は上面出射光23と同
じ発光波長を有することになる。従って、従来のように
端面出射光24を除去する必要かなくなり、光取出し効
率を向上させることができる。また、従来構造において
、端面領域に中間バンドギャップ層14.コンタクト層
15及びp側電極17を付加するのみの簡易な構成で実
現し得る等の利点かある。
第1図(b)は基本的には同図(a)と同じであるか、
p側電極17が形成されている領域をpクラッド層14
の途中までメサ状に形成したものである。このような構
成であれば、端面出射光24と上面出射光23は同し波
長を有すると共に、発光領域21での上面に対する立体
角か広がるため、先取出し効率をさらに向上させること
ができる。
第1図(e)は基本的には同図(a)と同じであるが、
p側電極17か形成されている領域をnクラッド層12
までメサ状に形成したものである。このような構成では
、上面出射光2Bは、メサ状に形成された活性層1Bか
らの端面出射光24の反射光で形成される。つまり、端
面出射光24と上面出射光23は同じ発光波長を有する
と共に、活性層13がメサ状に形成され、メサ端面から
出射した光は他のメサ状の結晶で反射されて出射するた
め、光取出し効率をより一層向上させることができる。
なお、第1の実施例において、バッファ層11がn−G
aAlAs或いは n  I n(+、5 Gao、s P、中間バンドギ
ヤ・ツブ層15がp−GaAlAsてあっても上記と同
様の効果が得られる。また、活性層13はp坐着しくは
n型のI nGaA I Pであってもよく、さらにI
nGaPであってもよい。
第2図(a)は本発明の第2の実施例の概略構成を示す
断面図である。
この実施例が先の第1の実施例と異なる点は、penの
関係を逆にしたことにある。即ちp−G、a A s基
板30上にp  I no、Gao、s P中間バンド
ギャップ層35 p  I no、、(Gao3A 10.7 ) 0.
5 Pクラッド層32゜ I no、(Gao、g A 10.2 )05P活性
層33及びn −1no、5  (Gao3A 10.
7 ) o5Pクラッド層34が形成され、このクラッ
ド層34の中央部と端面領域の上にn−GaAsコンタ
クト層36が成長形成されている。そして、コンタクト
層36上にn側電極37か形成され、゛基板10の下面
にp側電極38が形成されている。なお、図中41は中
央部の発光領域、42は端面領域での発光領域、43は
光取出し面からの上面出射光、43は端面からの出射光
を示している。
このような構成であれば、端面領域に発光領域42が形
成されているため、端面出射光44と上面出射光43と
は同し発光波長を有し、従来例のように端面出射光44
を除去する必要がなくなる。従って、先の第1の実施例
と同様に、光取出し効率の向上をはかることができる。
また、第2図(b)(c)は同図(a)の変形であり、
p、nの関係を逆にしただけで第1図(b) (e)と
基本的に同様の構成である。このような構成であっても
、先の第1の実施例と同様の同様の効果が得られる。ま
た、第2の実施例において、中間バンドギャップ層35
がp−GaAs或いはp−GaAlAs、さらに活性層
33がp坐着しくはn型のInGaAlP、InGaP
であっても上記と同様の効果か得られる。
なお、本発明は上述した各実施例に限定されるものでは
ない。実施例では、第1の電極を端面領域と中央部に設
けたが、必ずしも一中央部の電極は必要なく、省略する
ことも可能である。
その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形し
て実施することができる。
[発明の効果] 以上詳述したように本発明によれば、ダブルヘテロ構造
部の活性層における発光領域を端面領域に形成すること
により、端面からの出射光を上面からの出射光と同じ発
光波長にすることができ、これにより端面からの出射光
を除去することなく利用でき、光取出し効率の高い半導
体発光素子を実現することか可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1の実施例に係わる半導体発光素子
の概略構成を示す断面図、第2図は本発明の第2の実施
例の概略構成を示す断面図、第3図は従来の半導体発光
素子の問題点を説明するための素子構造断面図である。 10 、 30−−− G a A s基板、1、1−
= n −G a A sバフフッ層、12.14,3
2.34 ・・・・ InGaAlPクラッド層、13.33=−
1nGaAIP活性層、1.5.35 ・・・・・・InGaP中間バンドギャップ層、16 
、 36− G a A s コンタクト層、17.3
7・・・第1の電極、 1.8.38・・・第2の電極、 21.41・・・中央部の発光領域、 22.42・・・端面領域の発光領域、23.43・・
・上面出射光、 24.44・・・端面出射光。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 半導体基板上にInGaAlP系材料からなる活性層を
    クラッド層で挟んだダブルヘテロ構造部を形成した半導
    体発光素子において、 前記ダブルヘテロ構造部上の少なくとも端面領域に第1
    の電極を設け、且つ端面領域以外の一部に第1の電極の
    存在しない領域を設け、前記半導体基板の裏面側に第2
    の電極を設けてなることを特徴とする半導体発光素子。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7023020B2 (en) 2000-07-10 2006-04-04 Toyoda Gosei Co., Ltd. Group III nitride compound semiconductor light-emitting device
JP2013258207A (ja) * 2012-06-11 2013-12-26 Toshiba Corp 半導体発光素子及びその製造方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US7023020B2 (en) 2000-07-10 2006-04-04 Toyoda Gosei Co., Ltd. Group III nitride compound semiconductor light-emitting device
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