JPH05129652A - 発光ダイオード - Google Patents
発光ダイオードInfo
- Publication number
- JPH05129652A JPH05129652A JP29163291A JP29163291A JPH05129652A JP H05129652 A JPH05129652 A JP H05129652A JP 29163291 A JP29163291 A JP 29163291A JP 29163291 A JP29163291 A JP 29163291A JP H05129652 A JPH05129652 A JP H05129652A
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- Japan
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- semiconductor
- upper electrode
- layer
- clad layer
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高い光出力を得られる面発光型発光ダイオー
ドを得る。 【構成】 半導体基板１上に、第１半導体クラッド層
２、半導体活性層３、第２半導体クラッド層４、半導体
キャップ層５が順次積層され、キャップ層５上面の一部
に上部電極８が、基板１の下面の全面には下部電極９が
設けられた上部電極８直下部Ａで活性層が除去されてい
る発光ダイオード。
ドを得る。 【構成】 半導体基板１上に、第１半導体クラッド層
２、半導体活性層３、第２半導体クラッド層４、半導体
キャップ層５が順次積層され、キャップ層５上面の一部
に上部電極８が、基板１の下面の全面には下部電極９が
設けられた上部電極８直下部Ａで活性層が除去されてい
る発光ダイオード。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、面発光型発光ダイオー
ドに関するものである。
ドに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図２は従来利用されている発光ダイオー
ドを示す断面図である。このように半導体基板９上に、
半導体クラッド層１０、半導体活性層１１、半導体クラ
ッド層１２、半導体キャップ層１３を順次積層させ、こ
の積層体の上面の一部に上部電極１４を、この下面の全
面に下部電極１５を付け、各層間が全面で接するダブル
ヘテロ構造を持つ面発光型発光ダイオードが利用されて
いる。ただし、半導体基板９がｐ型の場合は半導体クラ
ッド層１０はｐ型、半導体クラッド層１２および半導体
キャップ層１３はｎ型であり、半導体基板９がｎ型の場
合は半導体クラッド層１０はｎ型、半導体クラッド層１
２及び半導体キャップ層１３はｐ型である。
ドを示す断面図である。このように半導体基板９上に、
半導体クラッド層１０、半導体活性層１１、半導体クラ
ッド層１２、半導体キャップ層１３を順次積層させ、こ
の積層体の上面の一部に上部電極１４を、この下面の全
面に下部電極１５を付け、各層間が全面で接するダブル
ヘテロ構造を持つ面発光型発光ダイオードが利用されて
いる。ただし、半導体基板９がｐ型の場合は半導体クラ
ッド層１０はｐ型、半導体クラッド層１２および半導体
キャップ層１３はｎ型であり、半導体基板９がｎ型の場
合は半導体クラッド層１０はｎ型、半導体クラッド層１
２及び半導体キャップ層１３はｐ型である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな従来の面発光型発光ダイオードでは、上部電極と下
部電極との間に電流を流した場合、上部電極直下部の電
流密度が最も高くなり発光する。ところが、不透明性の
前記上部電極によりこの最も明るい部分の光がさえぎら
れてしまうため、光出力が小さくなるという問題があっ
た。
うな従来の面発光型発光ダイオードでは、上部電極と下
部電極との間に電流を流した場合、上部電極直下部の電
流密度が最も高くなり発光する。ところが、不透明性の
前記上部電極によりこの最も明るい部分の光がさえぎら
れてしまうため、光出力が小さくなるという問題があっ
た。
【０００４】本発明は上記のような問題点を解決するこ
とを目的としたものであり、上部電極直下部に電流を通
さない機構を有することにより、高い光出力を得ること
ができる面発光型発光ダイオードの提供を可能にしたも
のである。
とを目的としたものであり、上部電極直下部に電流を通
さない機構を有することにより、高い光出力を得ること
ができる面発光型発光ダイオードの提供を可能にしたも
のである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明による発光ダイオ
ードは、半導体基板上に、第１半導体クラッド層、半導
体活性層、第２半導体クラッド層、半導体キャップ層を
順次積層させ、その上面の一部に上部電極を、下面の全
面に下部電極を付けた構造を有し、かつ、上部電極直下
部に電流を通さない非導電部を有することを特徴とする
ものである。ただし、半導体基板がｐ型の場合は第１半
導体クラッド層はｐ型、第２半導体クラッド層および半
導体キャップ層はｎ型であり、半導体基板がｎ型の場合
は第１半導体クラッド層はｎ型、第２半導体クラッド層
および半導体キャップ層はｐ型である発光ダイオードで
ある。
ードは、半導体基板上に、第１半導体クラッド層、半導
体活性層、第２半導体クラッド層、半導体キャップ層を
順次積層させ、その上面の一部に上部電極を、下面の全
面に下部電極を付けた構造を有し、かつ、上部電極直下
部に電流を通さない非導電部を有することを特徴とする
ものである。ただし、半導体基板がｐ型の場合は第１半
導体クラッド層はｐ型、第２半導体クラッド層および半
導体キャップ層はｎ型であり、半導体基板がｎ型の場合
は第１半導体クラッド層はｎ型、第２半導体クラッド層
および半導体キャップ層はｐ型である発光ダイオードで
ある。
【０００６】この発明の好ましい態様において、上部電
極直下の非導電部を、この直下部で活性層を設けない構
造とすることができる。別の好ましい態様において、非
導電部を、上部電極直下部で第１クラッド層と第２クラ
ッド層との間に非導電性部材を設けることができる。本
発明における発光ダイオードのダブルヘテロ構造の材料
としては表１に示すものなどが使われる。
極直下の非導電部を、この直下部で活性層を設けない構
造とすることができる。別の好ましい態様において、非
導電部を、上部電極直下部で第１クラッド層と第２クラ
ッド層との間に非導電性部材を設けることができる。本
発明における発光ダイオードのダブルヘテロ構造の材料
としては表１に示すものなどが使われる。
【０００７】
【表１】
【０００８】本発明のｐまたはｎ型半導体基板上に、半
導体を順次積層させる方法としては、液相エピタキシャ
ル成長法、または気相エピタキシャル成長法、または分
子線エピタキシャル成長法がある。また本発明の発光ダ
イオードの電極は、スリット上にしてもよいし、また樹
脂によるレンズの装着をしてもよい。
導体を順次積層させる方法としては、液相エピタキシャ
ル成長法、または気相エピタキシャル成長法、または分
子線エピタキシャル成長法がある。また本発明の発光ダ
イオードの電極は、スリット上にしてもよいし、また樹
脂によるレンズの装着をしてもよい。
【０００９】
【作用】上記構成からなるこの発明は、上部電極直下部
は電流の流れが阻止される構造であり、上部電極直下部
以外に積層された活性層部には通電されるため、不透明
性上部電極により発光部が隠れるということはない。ま
た、通電部の電流密度が高くなるため高い光出力が得ら
れる。
は電流の流れが阻止される構造であり、上部電極直下部
以外に積層された活性層部には通電されるため、不透明
性上部電極により発光部が隠れるということはない。ま
た、通電部の電流密度が高くなるため高い光出力が得ら
れる。
【００１０】
【実施例】以下、本発明を図面に従い、詳細に説明す
る。
る。
【００１１】図１は、本発明の一実施例を示す断面図で
ある。この実施例の発光ダイオードは、半導体基板１上
に、第１半導体クラッド層２、半導体活性層３、第２半
導体クラッド層４、半導体キャップ層５を順次積層さ
せ、その積層体の上面の一部に上部電極７を、その下面
の全面に下部電極８を設けた構造を有し、かつ、上部電
極直下部に電流を通さない非導電部Ａを有することを特
徴としたものである。
ある。この実施例の発光ダイオードは、半導体基板１上
に、第１半導体クラッド層２、半導体活性層３、第２半
導体クラッド層４、半導体キャップ層５を順次積層さ
せ、その積層体の上面の一部に上部電極７を、その下面
の全面に下部電極８を設けた構造を有し、かつ、上部電
極直下部に電流を通さない非導電部Ａを有することを特
徴としたものである。
【００１２】これは、以下のようにして製造した。液相
エピタキシャル成長法により、ｐ−ＧａＡｓ基板１上
に、ｐ−Ａｌ0.7Ｇａ0.3Ａｓ第１クラッド層２、ｐ−Ａ
ｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓ活性層３、ｎ−Ａｌ0.7Ｇａ0.3Ａｓ第
２クラッド層４ａを順次成長させた。
エピタキシャル成長法により、ｐ−ＧａＡｓ基板１上
に、ｐ−Ａｌ0.7Ｇａ0.3Ａｓ第１クラッド層２、ｐ−Ａ
ｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓ活性層３、ｎ−Ａｌ0.7Ｇａ0.3Ａｓ第
２クラッド層４ａを順次成長させた。
【００１３】その後、フォトリソグラフィー技術により
上部電極パターンのマスクを利用してこれを焼き付け、
エッチングすることにより、上部電極直下部Ａの位置
に、ｎーＡｌ0.7Ｇａ0.3Ａｓ第２クラッド層４ａとｐ−
Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓ活性層３の中央部直径１２０μｍを
除去した。ここで、フォトリソグラフィー技術により中
央部を除去しても、発光部である活性層３は汚染される
ことはなかった。
上部電極パターンのマスクを利用してこれを焼き付け、
エッチングすることにより、上部電極直下部Ａの位置
に、ｎーＡｌ0.7Ｇａ0.3Ａｓ第２クラッド層４ａとｐ−
Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓ活性層３の中央部直径１２０μｍを
除去した。ここで、フォトリソグラフィー技術により中
央部を除去しても、発光部である活性層３は汚染される
ことはなかった。
【００１４】その後、再び前記除去部とｎーＡｌ0.7Ｇ
ａ0.3Ａｓ第２クラッド層４ａの上に、ｎーＡｌ0.7Ｇａ
0.3Ａｓ第２クラッド層４ｂ、ｎーＧａＡｓからなるキ
ャップ層５を液相エピタキシャル成長法により成長させ
た。
ａ0.3Ａｓ第２クラッド層４ａの上に、ｎーＡｌ0.7Ｇａ
0.3Ａｓ第２クラッド層４ｂ、ｎーＧａＡｓからなるキ
ャップ層５を液相エピタキシャル成長法により成長させ
た。
【００１５】ｎーＡｌ0.7Ｇａ0.3Ａｓ第２クラッド層４
とｐ−Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓ活性層３を除去した上部に、
上部電極のパターンのマスクを利用して、Ａｕ−Ｇｅ合
金を上部電極７として蒸着した。
とｐ−Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓ活性層３を除去した上部に、
上部電極のパターンのマスクを利用して、Ａｕ−Ｇｅ合
金を上部電極７として蒸着した。
【００１６】また、下部電極８として、Ａｕ−Ｚｎ合金
をｐ−ＧａＡｓ基板１の裏面全面に蒸着した。その後、
アニールすることにより、図１に示す発光ダイオードを
製造した。
をｐ−ＧａＡｓ基板１の裏面全面に蒸着した。その後、
アニールすることにより、図１に示す発光ダイオードを
製造した。
【００１７】ここで、本実施例で製造した発光ダイオー
ドの動作およびその評価結果について記す。
ドの動作およびその評価結果について記す。
【００１８】この発光ダイオードは、上部電極７と下部
電極８の間に順方向電流を流した場合、活性層３で発光
し、上面６より光を取り出せた。このとき、活性層３が
除去された第１クラッド層２と第３クラッド層４ｂの接
した部分では、拡散電位が高く、電流がブロックされ
た。そのため、上部電極と下部電極の間では中央部は通
電せず、活性層３のある周縁部のみ通電された。
電極８の間に順方向電流を流した場合、活性層３で発光
し、上面６より光を取り出せた。このとき、活性層３が
除去された第１クラッド層２と第３クラッド層４ｂの接
した部分では、拡散電位が高く、電流がブロックされ
た。そのため、上部電極と下部電極の間では中央部は通
電せず、活性層３のある周縁部のみ通電された。
【００１９】したがって、この実施例の発光ダイオード
によれば、活性層３のうち、光取出し面６からの光を有
効にとり出せる上部電極直下部以外の部分にのみ電流が
通電するため、その部分の電流密度が高くなり、光出力
が高くなった。
によれば、活性層３のうち、光取出し面６からの光を有
効にとり出せる上部電極直下部以外の部分にのみ電流が
通電するため、その部分の電流密度が高くなり、光出力
が高くなった。
【００２０】本実施例の発光ダイオードと、図２に示す
従来の発光ダイオードとの光出力を比較した。この従来
の発光ダイオードは、ｐまたはｎ型半導体基板９がｐ−
ＧａＡｓ基板、ｐまたはｎ型半導体クラッド層１０がｐ
−Ａｌ0.7Ｇａ0.3Ａｓ、ｐまたはｎ型半導体活性層１１
がｐ−Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓ、ｎまたはｐ型半導体クラッ
ド層１２がｎーＡｌ0.7Ｇａ0.3Ａｓ、ｎまたはｐ型半導
体キャップ層１３がｎーＧａＡｓで、上部電極１４には
１２０μｍ直径のＡｕ−Ｇｅ合金を、下部電極１５には
全面にＡｕ−Ｚｎ合金をつけたものである。ここで光出
力は、積分球と光パーワーメーターにより測定した。同
じ動作電流により光出力を測定したところ、本実施例の
発光ダイオードの方が、従来の発光ダイオードより、約
１．５倍光出力が高くなった。また、帯域も１．５倍と
なった。
従来の発光ダイオードとの光出力を比較した。この従来
の発光ダイオードは、ｐまたはｎ型半導体基板９がｐ−
ＧａＡｓ基板、ｐまたはｎ型半導体クラッド層１０がｐ
−Ａｌ0.7Ｇａ0.3Ａｓ、ｐまたはｎ型半導体活性層１１
がｐ−Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓ、ｎまたはｐ型半導体クラッ
ド層１２がｎーＡｌ0.7Ｇａ0.3Ａｓ、ｎまたはｐ型半導
体キャップ層１３がｎーＧａＡｓで、上部電極１４には
１２０μｍ直径のＡｕ−Ｇｅ合金を、下部電極１５には
全面にＡｕ−Ｚｎ合金をつけたものである。ここで光出
力は、積分球と光パーワーメーターにより測定した。同
じ動作電流により光出力を測定したところ、本実施例の
発光ダイオードの方が、従来の発光ダイオードより、約
１．５倍光出力が高くなった。また、帯域も１．５倍と
なった。
【００２１】この発明は、上述の実施例に限定されず、
この発明の範囲内で種々の変形が可能である。例えば、
図３に示すように、上部電極７の間に光取り出し面
（窓）６を設ける態様にすることもできる。
この発明の範囲内で種々の変形が可能である。例えば、
図３に示すように、上部電極７の間に光取り出し面
（窓）６を設ける態様にすることもできる。
【００２２】更に、図４に示すように、上部電極直下部
Ａの活性層部分を非導電性部材１６に置き換えることも
できる。
Ａの活性層部分を非導電性部材１６に置き換えることも
できる。
【発明の効果】本発明は、上記の構成を採用することに
より、活性層３のうち、光取出し面６からの光を有効に
とり出せる上部電極直下部以外の部分にのみ電流が通電
するため、発光部は上部電極にさえぎられない。そこで
上部電極直下部以外の部分の電流密度が高くなり、高い
光出力の発光ダイオードの製造を可能にした。
より、活性層３のうち、光取出し面６からの光を有効に
とり出せる上部電極直下部以外の部分にのみ電流が通電
するため、発光部は上部電極にさえぎられない。そこで
上部電極直下部以外の部分の電流密度が高くなり、高い
光出力の発光ダイオードの製造を可能にした。
【図１】本発明の一実施例である発光ダイオードの構成
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図２】従来の発光ダイオードの構成の一例を示す断面
図である。
図である。
【図３】本発明の他の実施例である発光ダイオードの構
成を示す断面図である。
成を示す断面図である。
【図４】本発明の他の実施例である発光ダイオードの構
成を示す断面図である。
成を示す断面図である。
１ ：ｐ−ＧａＡｓ基板 ２ ：ｐ−Ａｌ0.7Ｇａ0.3Ａｓ第１クラッド層 ３ ：ｐ−Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓ活性層 ４ ：ｎ−Ａｌ0.7Ｇａ0.3Ａｓ第２クラッド層 ４ａ：ｎ−Ａｌ0.7Ｇａ0.3Ａｓ第２クラッド層 ４ｂ：ｎ−Ａｌ0.7Ｇａ0.3Ａｓ第２クラッド層 ５ ：ｎ−ＧａＡｓキャップ層 ６ ：光取り出し面 ７，１４：上部電極 ８，１５：下部電極 ９ ：ｐまたはｎ型半導体基板 １０ ：ｐまたはｎ型半導体クラッド層 １１ ：ｐまたはｎ型半導体活性層 １２ ：ｎまたはｐ型半導体クラッド層 １３ ：ｎまたはｐ型半導体キャップ層 １６ ：非導電部材 Ａ ：非導電部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 甘粕 幸代 神奈川県川崎市多摩区登戸3816番地三菱レ イヨン株式会社東京研究所内
Claims (3)
- 【請求項１】 半導体基板上に、第１半導体クラッド
層、半導体活性層、第２半導体クラッド層、半導体キャ
ップ層を順次積層させ、その積層体の上面の一部に上部
電極を、その下面の全面に下部電極を設けた構造を有
し、かつ、上部電極直下部に電流を通さない非導電部を
有することを特徴とした発光ダイオード。 - 【請求項２】 電流を通さない非導電部は、上部電極直
下部に活性層を含まない構造であることを特徴とする請
求項１記載の発光ダイオード。 - 【請求項３】 電流を通さない非導電部は、上部電極直
下部との間に設けられた第２半導体クラッド層と、第１
半導体クラッド層との間に設けられた非導電性部材であ
る請求項１記載の発光ダイオード。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29163291A JPH05129652A (ja) | 1991-11-07 | 1991-11-07 | 発光ダイオード |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29163291A JPH05129652A (ja) | 1991-11-07 | 1991-11-07 | 発光ダイオード |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05129652A true JPH05129652A (ja) | 1993-05-25 |
Family
ID=17771472
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29163291A Pending JPH05129652A (ja) | 1991-11-07 | 1991-11-07 | 発光ダイオード |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05129652A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013004631A (ja) * | 2011-06-14 | 2013-01-07 | Dowa Electronics Materials Co Ltd | 半導体発光素子およびその製造方法 |
-
1991
- 1991-11-07 JP JP29163291A patent/JPH05129652A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013004631A (ja) * | 2011-06-14 | 2013-01-07 | Dowa Electronics Materials Co Ltd | 半導体発光素子およびその製造方法 |
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