JPH06163988A - Semiconductor light-emitting element and its manufacture - Google Patents

Semiconductor light-emitting element and its manufacture

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JPH06163988A
JPH06163988A JP31741692A JP31741692A JPH06163988A JP H06163988 A JPH06163988 A JP H06163988A JP 31741692 A JP31741692 A JP 31741692A JP 31741692 A JP31741692 A JP 31741692A JP H06163988 A JPH06163988 A JP H06163988A
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light emitting
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layer
emitting device
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和明 佐々木
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昌規 渡辺
Hiroshi Nakatsu
弘志 中津
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Abstract

PURPOSE:To obtain a semiconductor light emitting element wherein a plurality of light emitting regions can be formed in a chip, and light emission in a wide wavelength region is realized for a far field pattern and a near field pattern. CONSTITUTION:Semiconductor layere 11, 12 having light emission regions different in light emission wavelength region are formed on a semiconductor substrate 100. A GaAs substrate is used as the semiconductor substrate 100. The semiconductor layers are formed by using at least one kind out of Al, Ga, In, Zn and Cd, and at least one kind out of P, As, S and Se. The respective light emission regions are formed so as to have different constituent elements or composition ratios. Thereby light emission of wide wavelength region in red, green and blue wavelength regions can be realized for a far field pattern and a near field pattern.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、屋内外表示灯等に用い
られる赤色から緑色の光を出すことが可能な半導体発光
素子、フルカラーディスプレー等に用いられる赤色から
青色の光を出すことが可能な半導体発光素子およびその
他の赤外領域または可視領域で広い発光波長領域を有す
る半導体発光素子に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is capable of emitting red to blue light used in semiconductor light emitting devices, such as indoor and outdoor indicator lights, which can emit red to green light, and full color displays. The present invention relates to a semiconductor light emitting device and other semiconductor light emitting devices having a wide emission wavelength region in the infrared region or the visible region.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、電流注入型の半導体発光素子は発
光効率が高いため、小型、高輝度の表示素子や半導体レ
ーザ素子等として広く用いられている。また、近年にお
いては、赤色、黄色、緑色、青色などといった個々の単
色波長領域の発光ダイオード(LED)のみならず、そ
れらを組み合わせてユニット化した製品として、赤色か
ら緑色間で変調可能にした屋外表示ディスプレイ用の集
積型LEDランプや、赤色、緑色、青色の三原色を組み
合わせたフルカラーディスプレイ用のLEDランプが実
現されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a current injection type semiconductor light emitting element has a high luminous efficiency, and thus has been widely used as a small size and high brightness display element, a semiconductor laser element and the like. Further, in recent years, not only light-emitting diodes (LEDs) in individual monochromatic wavelength regions such as red, yellow, green, and blue, but also as a product that is a combination of them, it is possible to modulate from red to green outdoors. Integrated LED lamps for display displays and LED lamps for full-color displays that combine the three primary colors of red, green, and blue have been realized.

【0003】図11に、上記のような赤色から緑色まで
変調可能にした集積型LEDランプの構成を示す。この
LEDランプは、GaAs半導体基板上にAlGaAs
系の半導体層を積層して作製した波長680nmの赤色
LED4つと、GaP半導体基板上にNドープGaP半
導体層を積層して作製した緑色LED8つとで構成され
ている。各々のLEDにおいては、図12に示すよう
に、半導体チップ31がヒートシンクを兼ねたステム3
2上にマウントされ、ワイヤ34によってステム33に
接続されており、全体がポリカーボネートやポリメタク
リレート(PMMA)などの透明な樹脂35によってモ
ールドされている。上記のような集積型LEDでは、赤
色LEDと緑色LEDとに対する電流注入量を変化さ
せ、それぞれの輝度を変化させることによって、その遠
視野像を赤色→橙色→黄色→緑色と変色させることがで
きる。
FIG. 11 shows the structure of an integrated LED lamp capable of modulating from red to green as described above. This LED lamp consists of AlGaAs on a GaAs semiconductor substrate.
It is composed of four red LEDs having a wavelength of 680 nm, which are manufactured by stacking the semiconductor layers of the system, and eight green LEDs, which are manufactured by stacking the N-doped GaP semiconductor layers on the GaP semiconductor substrate. In each LED, as shown in FIG. 12, the semiconductor chip 31 has a stem 3 that also functions as a heat sink.
It is mounted on 2 and is connected to the stem 33 by a wire 34, and is entirely molded with a transparent resin 35 such as polycarbonate or polymethacrylate (PMMA). In the integrated LED as described above, the far-field image can be changed from red to orange to yellow to green by changing the current injection amount to the red LED and the green LED and changing the brightness of each. .

【0004】他方、赤色、緑色、青色の三原色を組み合
わせたフルカラーディスプレイは、赤色LED1つ、緑
色LED1つ、青色LED2つというような比率でLE
Dランプをディスプレイ一面に配置することにより行わ
れている。
On the other hand, a full-color display in which the three primary colors of red, green and blue are combined is LE with a ratio of one red LED, one green LED and two blue LEDs.
This is done by arranging the D lamp on the entire surface of the display.

【0005】上記において、青色LEDにはSiC系の
材料が主に用いられる。
In the above, a SiC-based material is mainly used for the blue LED.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
屋外表示ディスプレイやフルカラーディスプレイの場合
には、赤色から緑色、または赤色から青色といった広い
領域の発光を作り出すために、複数個のLEDを配置し
た集積型ランプをもちいているため、遠視野像としては
広い波長領域の発光が実現できるが、近視野像としては
個々のLEDの赤色、緑色、青色の発光が観測される。
However, in the case of the outdoor display or full-color display as described above, a plurality of LEDs are arranged in order to generate light emission in a wide area from red to green or from red to blue. Since the far-field image can be emitted in a wide wavelength range because the integrated lamp is used, red, green, and blue light emission of individual LEDs can be observed in the near-field image.

【0007】本発明は、上記問題点を解決しようとする
ものであり、その目的は赤色、緑色、青色の波長領域に
おいて、遠視野像、近視野像共に広い波長領域の発光を
実現できる半導体発光素子およびその製造方法を提供す
ることである。本発明の他の目的は、1μm以上の長波
長帯においても広い波長領域の発光を実現できる半導体
発光素子およびその製造方法を提供することである。本
発明のさらに他の目的は、可視領域における広い波長領
域の発光を実現できる半導体発光素子およびその製造方
法を提供することである。
The present invention is intended to solve the above problems, and an object thereof is semiconductor light emission capable of realizing light emission in a wide wavelength range for both far-field images and near-field images in the wavelength regions of red, green and blue. An element and a manufacturing method thereof. Another object of the present invention is to provide a semiconductor light emitting device capable of realizing light emission in a wide wavelength range even in a long wavelength band of 1 μm or more, and a manufacturing method thereof. Still another object of the present invention is to provide a semiconductor light emitting device capable of realizing light emission in a wide wavelength region in the visible region and a manufacturing method thereof.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明の半導体発光素子
は、半導体基板上に、発光領域を有する半導体層が複数
積層形成され、または該基板の表面に沿って複数並設さ
れ、各発光領域が発光波長領域を異ならせて光を発生す
る構造とされており、そのことにより上記目的が達成さ
れる。
In a semiconductor light emitting device of the present invention, a plurality of semiconductor layers each having a light emitting region are laminated on a semiconductor substrate, or a plurality of semiconductor layers are arranged in parallel along the surface of the substrate, and each light emitting region is provided. Has a structure for generating light by changing the emission wavelength region, and thereby the above-mentioned object is achieved.

【0009】前記半導体基板がGaAsからなり、各半
導体層がその構成元素としてAl、Ga、In、Znお
よびCdのうち少なくとも一種と、P、As、Sおよび
Seのうち少なくとも一種とを含有してなり、さらに、
各発光領域がその構成元素を異ならせ、または同一の構
成元素の組成比を異ならせた材料からなっていてもよ
い。
The semiconductor substrate is made of GaAs, and each semiconductor layer contains as its constituent elements at least one of Al, Ga, In, Zn and Cd and at least one of P, As, S and Se. And then
Each light emitting region may be made of a material in which the constituent elements are different or the composition ratio of the same constituent element is different.

【0010】前記半導体基板がInPからなり、各半導
体層がその構成元素としてGaおよびInのうち少なく
とも一種と、PおよびAsのうち少なくとも一種とを含
有してなり、各発光領域がその構成元素を異ならせ、ま
たは同一の構成元素の組成比を異ならせた材料からなっ
ていてもよい。
The semiconductor substrate is made of InP, each semiconductor layer contains at least one of Ga and In, and at least one of P and As as its constituent elements, and each light emitting region contains the constituent element. It may be made of materials which are made different or the composition ratio of the same constituent element is made different.

【0011】前記半導体基板がGaPからなり、各半導
体層がその構成元素としてAl、GaおよびInのうち
少なくとも一種と、PおよびAsのうち少なくとも一種
とを含有してなり、各発光領域がその構成元素を異なら
せ、または同一の構成元素の組成比を異ならせた材料か
らなっていてもよい。
The semiconductor substrate is made of GaP, and each semiconductor layer contains at least one of Al, Ga and In and at least one of P and As as constituent elements, and each light emitting region has its constitution. It may be made of materials having different elements or different composition ratios of the same constituent elements.

【0012】本発明の半導体発光素子の製造方法は、半
導体基板上に、発光領域を各々有する複数の半導体層
が、各発光領域の発光波長領域を異ならせて積層形成さ
れ、相上下する2つの半導体層の上側半導体層が、下側
半導体層の上表面を一部露出させて形成されている半導
体発光素子の製造方法において、該半導体基板上に発光
領域を含む半導体層を形成する工程と、該基板直上の半
導体層を含む相上下する2つの半導体層の下側半導体層
の上表面における上側半導体層形成部分に光を照射して
励起させ、該基板直上の半導体層の上に1または2以上
の半導体層を形成する工程と、を含み、そのことにより
上記目的が達成される。
According to the method of manufacturing a semiconductor light emitting device of the present invention, a plurality of semiconductor layers each having a light emitting region are laminated on a semiconductor substrate with different emission wavelength regions of the respective light emitting regions, and two semiconductor layers are arranged one above the other. A method of manufacturing a semiconductor light emitting device, wherein the upper semiconductor layer of the semiconductor layer is formed by partially exposing the upper surface of the lower semiconductor layer, and a step of forming a semiconductor layer including a light emitting region on the semiconductor substrate, The upper semiconductor layer forming portion on the upper surface of the lower semiconductor layer of the two semiconductor layers that are vertically arranged including the semiconductor layer directly above the substrate is irradiated with light to be excited, and 1 or 2 is formed on the semiconductor layer immediately above the substrate. The above-described step of forming a semiconductor layer is included, whereby the above object is achieved.

【0013】本発明の半導体発光素子の製造方法は、半
導体基板の上に、発光領域を各々有する複数の半導体層
が、各発光領域の発光波長領域を異ならせ、かつ、該基
板の表面に沿って並設されている半導体発光素子の製造
方法において、該半導体基板の上表面における各半導体
層形成部分に光を照射して励起させ、励起した部分に各
半導体層を形成する工程を含み、そのことにより上記目
的が達成される。
According to the method of manufacturing a semiconductor light emitting device of the present invention, a plurality of semiconductor layers each having a light emitting region on a semiconductor substrate have different emission wavelength regions of the respective light emitting regions, and the light emitting region extends along the surface of the substrate. In the method for manufacturing a semiconductor light emitting device arranged in parallel with each other, including the step of irradiating light to each semiconductor layer forming portion on the upper surface of the semiconductor substrate to excite, and forming each semiconductor layer in the excited portion, By doing so, the above object is achieved.

【0014】前記半導体基板としてGaAs基板を使用
し、各半導体層をAl、Ga、In、ZnおよびCdの
うち少なくとも一種と、P、As、SおよびSeのうち
少なくとも一種とを用いて形成し、各発光領域をその構
成元素を異ならせ、または同一の構成元素の組成比を異
ならせて形成してもよい。
A GaAs substrate is used as the semiconductor substrate, and each semiconductor layer is formed using at least one of Al, Ga, In, Zn and Cd and at least one of P, As, S and Se, The respective light emitting regions may be formed with different constituent elements or different composition ratios of the same constituent elements.

【0015】前記半導体基板としてInP基板を使用
し、各半導体層をGaおよびInのうち少なくとも一種
と、PおよびAsのうち少なくとも一種とを用いて形成
し、各発光領域をその構成元素を異ならせ、または同一
の構成元素の組成比を異ならせて形成してもよい。
An InP substrate is used as the semiconductor substrate, each semiconductor layer is formed by using at least one of Ga and In, and at least one of P and As, and each light emitting region is made of different constituent elements. Alternatively, the same constituent elements may be formed with different composition ratios.

【0016】前記半導体基板としてGaP基板を使用
し、各半導体層をAl、GaおよびInのうち少なくと
も一種と、PおよびAsのうち少なくとも一種とを用い
て形成し、各発光領域をその構成元素を異ならせ、また
は同一の構成元素の組成比を異ならせて形成してもよ
い。
A GaP substrate is used as the semiconductor substrate, each semiconductor layer is formed using at least one of Al, Ga and In, and at least one of P and As, and each light emitting region is formed of its constituent elements. They may be formed differently or with different composition ratios of the same constituent element.

【0017】[0017]

【作用】本発明の半導体発光素子においては、半導体基
板上に、発光領域を有する半導体層が複数積層形成さ
れ、または基板に沿って並設されている。各発光領域の
発光波長領域は異なっており、1チップ内に形成されて
いるので、遠視野像、近視野像共に広い波長領域の発光
を実現できる。上記半導体基板としてGaAs基板を用
い、上記半導体層をAl、Ga、In、ZnおよびCd
のうち少なくとも一種と、P、As、SおよびSeのう
ち少なくとも一種とを用いて形成し、各発光領域の構成
元素を異ならせ、または同一の構成元素の組成比を異な
らせて形成することにより、赤色、緑色、青色の領域に
おいて広い波長領域の発光を実現できる。また、上記半
導体基板としてInP基板を用い、上記半導体層をGa
およびInのうち少なくとも一種と、PおよびAsのう
ち少なくとも一種とを用いて形成し、各発光領域の構成
元素を異ならせ、または同一の構成元素の組成比を異な
らせて形成することにより、1μm以上の長波長帯にお
いて広い波長領域の発光を実現できる。さらに、上記半
導体基板としてGaP基板を用い、上記発光領域をA
l、GaおよびInのうち少なくとも一種と、Pおよび
Asのうち少なくとも一種とを用いて形成し、各発光領
域の構成元素を異ならせ、または同一の構成元素の組成
比を異ならせて形成することにより、可視領域において
広い波長領域の発光を実現できる。
In the semiconductor light emitting device of the present invention, a plurality of semiconductor layers each having a light emitting region are stacked on a semiconductor substrate or arranged in parallel along the substrate. Since the light emission wavelength regions of the respective light emission regions are different and formed in one chip, it is possible to realize light emission in a wide wavelength region for both the far field image and the near field image. A GaAs substrate is used as the semiconductor substrate, and the semiconductor layers are made of Al, Ga, In, Zn and Cd.
By using at least one of them and at least one of P, As, S and Se, and by forming different constituent elements of each light emitting region or different composition ratios of the same constituent elements. It is possible to realize light emission in a wide wavelength range in the red, green and blue regions. An InP substrate is used as the semiconductor substrate, and the semiconductor layer is Ga.
1 μm by using at least one of In and In and at least one of P and As, and forming different constituent elements of each light emitting region or different composition ratios of the same constituent elements. Light emission in a wide wavelength range can be realized in the above long wavelength band. Further, a GaP substrate is used as the semiconductor substrate, and the light emitting region is
It is formed by using at least one of l, Ga and In and at least one of P and As, and is formed by making the constituent elements of each light emitting region different or by making the composition ratio of the same constituent element different. As a result, light emission in a wide wavelength range can be realized in the visible range.

【0018】また、本発明の半導体発光素子の製造方法
においては、光照射によって照射部分を励起させて、励
起した部分に発光領域を有する半導体層を形成してい
る。よって、発光波長領域の各々異なる複数の発光領域
を1チップ内に形成することができる。
Further, in the method for manufacturing a semiconductor light emitting device of the present invention, the irradiated portion is excited by light irradiation to form a semiconductor layer having a light emitting region in the excited portion. Therefore, it is possible to form a plurality of light emitting regions having different emission wavelength regions in one chip.

【0019】[0019]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0020】(実施例1)図1は本発明の実施例1の半
導体発光素子を示す断面図である。
(Embodiment 1) FIG. 1 is a sectional view showing a semiconductor light emitting device of Embodiment 1 of the present invention.

【0021】この半導体発光素子には、n−GaAs基
板100上に、n−GaAsバッファ層101が形成さ
れている。その上に、発光領域を有する半導体層11、
12が形成されている。半導体層11はn−(Al0.5
Ga0.50.5In0.5P層102、ノンドープGa0.5
0.5P活性層103、p−(Al0.5Ga0.50.5In
0.5P層104、p−Al0.7Ga0.3As層105から
なっており、半導体層12はn−(Al0.7Ga0.3
0.5In0.5P層106、ノンドープ(Al0.45
0. 550.5In0.5P活性層107、p−(Al0.7
0.30.5In0.5P層108、p−Al0.7Ga0.3
s層109からなっている。また、半導体層11、12
には各々、電極110、111が形成され、基板100
側には共通の電極112が形成されている。
In this semiconductor light emitting device, an n-GaAs buffer layer 101 is formed on an n-GaAs substrate 100. A semiconductor layer 11 having a light emitting region thereon,
12 are formed. The semiconductor layer 11 is n- (Al 0.5
Ga 0.5 ) 0.5 In 0.5 P layer 102, undoped Ga 0.5 I
n 0.5 P active layer 103, p- (Al 0.5 Ga 0.5 ) 0.5 In
The 0.5 P layer 104 and the p-Al 0.7 Ga 0.3 As layer 105 are formed, and the semiconductor layer 12 is n- (Al 0.7 Ga 0.3 ).
0.5 In 0.5 P layer 106, non-doped (Al 0.45 G
a 0. 55) 0.5 In 0.5 P active layer 107, p- (Al 0.7 G
a 0.3 ) 0.5 In 0.5 P layer 108, p-Al 0.7 Ga 0.3 A
It is composed of the s layer 109. In addition, the semiconductor layers 11 and 12
Electrodes 110 and 111 are formed on the substrate 100 and the substrate 100, respectively.
A common electrode 112 is formed on the side.

【0022】この半導体発光素子の製造方法を図2を参
照しながら説明する。
A method of manufacturing this semiconductor light emitting device will be described with reference to FIG.

【0023】各半導体層の成長は、通常の気相成長方
法、例えば、MOCVD法(有機金属気相成長法)など
により行うことができる。また、各半導体層を形成する
原子ソースおよびドーパント材料としては、以下の化合
物を用いることができる。
The growth of each semiconductor layer can be carried out by an ordinary vapor phase growth method, for example, MOCVD method (metal organic chemical vapor deposition method). The following compounds can be used as the atomic source and the dopant material forming each semiconductor layer.

【0024】原子ソース:トリメチルガリウム(TM
G)、トリメチルアルミニウム(TMA)、トリメチル
インジウム(TMI)、アルシン(AsH3)、フォス
フィン(PH3) ドーパント材料:シラン(SiH4)(n型ドーパン
ト)、ジメチルジンク(DMZn)(p型ドーパント) まず、図2(a)に示すように、n−GaAs基板10
0上に、基板温度700℃でn−GaAsバッファ層1
01を成長する。
Atomic source: trimethylgallium (TM
G), trimethyl aluminum (TMA), trimethylindium (TMI), arsine (AsH 3), phosphine (PH 3) dopant material: silane (SiH 4) (n-type dopant), dimethyl zinc (DMZn) (p-type dopant) First, as shown in FIG. 2A, the n-GaAs substrate 10
N-GaAs buffer layer 1 at a substrate temperature of 700 ° C.
Grow 01.

【0025】その後、基板温度を400℃に下げ、図2
(b)に示すように、基板上の幅150μm程度の領域
11aにKrFエキシマレーザを用いてλ=248nm
の励起光を照射する。そして、領域11aの上にn−
(Al0.5Ga0.50.5In0.5P層102、ノンドープ
Ga0.5In0.5P活性層103、p−(Al0.5
0.50.5In0.5P層104、p−Al0.7Ga0.3
s層105を成長して半導体層11とする。
After that, the substrate temperature was lowered to 400 ° C.
As shown in (b), a region 11a having a width of about 150 μm on the substrate is formed with a KrF excimer laser at λ = 248 nm.
Irradiate the excitation light of. Then, n− on the region 11a
(Al 0.5 Ga 0.5 ) 0.5 In 0.5 P layer 102, non-doped Ga 0.5 In 0.5 P active layer 103, p- (Al 0.5 G
a 0.5 ) 0.5 In 0.5 P layer 104, p-Al 0.7 Ga 0.3 A
The s layer 105 is grown to be the semiconductor layer 11.

【0026】400℃という低い基板温度でも、光が照
射された領域11aでは基板温度が上昇し、または表面
が電子的に励起されるので、上記のような選択的成長が
起こる。
Even at a substrate temperature as low as 400 ° C., the substrate temperature rises in the region 11a irradiated with light, or the surface is electronically excited, so that the above selective growth occurs.

【0027】その後、図2(c)に示すように、基板上
の幅150μm程度の他の領域12aに上記と同様の励
起光を照射する。そして、領域12aの上にn−(Al
0.7Ga0.30.5In0.5P層106、ノンドープ(Al
0.45Ga0.550.5In0.5P活性層107、p−(Al
0.7Ga0.30.5In0.5P層108、p−Al0.7Ga0
.3As層109を成長して半導体層12とする。
After that, as shown in FIG. 2C, another region 12a having a width of about 150 μm on the substrate is irradiated with the same excitation light as described above. Then, n- (Al
0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P layer 106, undoped (Al
0.45 Ga 0.55 ) 0.5 In 0.5 P active layer 107, p- (Al
0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P layer 108, p-Al 0.7 Ga 0
.3 As layer 109 is grown to be semiconductor layer 12.

【0028】そして、p−Al0.7Ga0.3As層10
5、p−Al0.7Ga0.3As層109の上に各々、電極
110、111を形成し、基板100側に共通の電極1
12を形成する。この状態のウェハを切断し、半導体チ
ップとする。そして、その半導体チップを、ヒートシン
クまたはヒートシンクを兼ねたステム上にマウントす
る。さらに、半導体チップをワイアによって他のステム
に接続し、これらをモールドして半導体発光素子とす
る。
Then, the p-Al 0.7 Ga 0.3 As layer 10 is formed.
5, electrodes 110 and 111 are formed on the p-Al 0.7 Ga 0.3 As layer 109, respectively, and the common electrode 1 is provided on the substrate 100 side.
12 is formed. The wafer in this state is cut into semiconductor chips. Then, the semiconductor chip is mounted on a heat sink or a stem that also serves as a heat sink. Further, the semiconductor chip is connected to another stem by a wire, and these are molded to form a semiconductor light emitting device.

【0029】本実施例の半導体発光素子は、半導体層1
1の活性層103が発光領域となってλ=680nmの
赤色の発光を生じ、半導体層12の活性層107が発光
領域となってλ=565nmの緑色の発光を生じた。
The semiconductor light emitting device of this embodiment has the semiconductor layer 1
The active layer 103 of No. 1 serves as a light emitting region to emit red light with λ = 680 nm, and the active layer 107 of the semiconductor layer 12 serves as a light emitting region to emit green light with λ = 565 nm.

【0030】2つの半導体層11、12への電流注入量
を調整して、その輝度を変化させることにより、橙色、
黄色などの赤色と緑色との間の波長領域の発光を生じさ
せることができる。そして、1チップ内に、波長領域の
異なる2つの発光領域が形成されているため、樹脂によ
るモールド後も近視野像が個々の構成色に分離すること
はなく、遠視野像、近視野像共に広い波長領域の発光が
得られる。
By adjusting the amount of current injection into the two semiconductor layers 11 and 12 and changing the brightness, an orange color,
Emission in the wavelength range between red and green, such as yellow, can be produced. Since two light emitting regions with different wavelength regions are formed in one chip, the near-field image does not separate into individual constituent colors even after molding with resin, and both the far-field image and the near-field image are not separated. Light emission in a wide wavelength range can be obtained.

【0031】尚、上記において、半導体層11、12の
幅を共に150μm程度としたが、例えば100μmと
200μmというように、各々異ならせることもでき
る。
Although the widths of the semiconductor layers 11 and 12 are both about 150 μm in the above description, they may be different, for example, 100 μm and 200 μm.

【0032】(実施例2)図3は本発明の実施例2の半
導体発光素子を示す断面図である。
(Embodiment 2) FIG. 3 is a sectional view showing a semiconductor light emitting device according to Embodiment 2 of the present invention.

【0033】この半導体発光素子には、n−GaAs基
板200上に、n−GaAsバッファ層201が形成さ
れている。その上に、発光領域を有する半導体層21、
22、23が形成されている。半導体層21は実施例1
の半導体層11と同様の構成とされ、半導体層22は半
導体層12と同様の構成とされ、さらにオーミックコン
タクト層としてp−GaAs層206、211が各々形
成されている。半導体層23は、n(Clドープ)−Z
nSSe(SとSeとの組成比はGaAsと格子整合す
るように選択される)層212、p(Nドープ)−Zn
SSe(SとSeとの組成比はGaAsと格子整合する
ように選択される)層213からなっており、さらにp
(Nドープ)−ZnSe層214が形成されている。ま
た、3つの半導体層21、22、23には各々、電極2
15、216、217が形成され、基板200側には共
通の電極218が形成されている。
In this semiconductor light emitting device, an n-GaAs buffer layer 201 is formed on an n-GaAs substrate 200. A semiconductor layer 21 having a light emitting region thereon,
22 and 23 are formed. The semiconductor layer 21 is the first embodiment.
The semiconductor layer 22 has the same structure as the semiconductor layer 11, the semiconductor layer 22 has the same structure as the semiconductor layer 12, and p-GaAs layers 206 and 211 are respectively formed as ohmic contact layers. The semiconductor layer 23 is n (Cl-doped) -Z.
nSSe (composition ratio of S and Se is selected to lattice match with GaAs) layer 212, p (N-doped) -Zn
It is composed of an SSe (a composition ratio of S and Se is selected so as to be lattice-matched with GaAs) layer 213, and p
A (N-doped) -ZnSe layer 214 is formed. In addition, the electrodes 2 are provided on the three semiconductor layers 21, 22 and 23, respectively.
15, 216, 217 are formed, and a common electrode 218 is formed on the substrate 200 side.

【0034】この半導体発光素子の製造方法を図4を参
照しながら説明する。
A method of manufacturing this semiconductor light emitting device will be described with reference to FIG.

【0035】各半導体層の成長は、通常のMBE法(分
子線気層成長方法)により行うことができる。
The growth of each semiconductor layer can be carried out by a usual MBE method (molecular beam vapor deposition method).

【0036】まず、図4(a)に示すように、Ga、A
s、Siの分子線を用いて、n−GaAs基板200上
に、基板温度600℃でn−GaAsバッファ層201
を成長する。
First, as shown in FIG. 4A, Ga, A
The n-GaAs buffer layer 201 is formed on the n-GaAs substrate 200 at a substrate temperature of 600 ° C. by using molecular beams of s and Si.
To grow.

【0037】その後、基板温度を350℃に下げ、図4
(b)に示すように、基板上の幅150μm程度の領域
21aに励起光を照射する。そして、Ga、Al、I
n、Be、Si、P、Asの分子線を用いて、領域21
aの上にn−(Al0.5Ga0.50.5In0.5P層20
2、ノンドープGa0.5In0.5P活性層203、p−
(Al0.5Ga0.50.5In0.5P層204、p−Al
0.7Ga0.3As層205を成長して半導体層21とす
る。
After that, the substrate temperature was lowered to 350 ° C.
As shown in (b), the region 21a having a width of about 150 μm on the substrate is irradiated with the excitation light. And Ga, Al, I
A region 21 is formed by using n, Be, Si, P and As molecular beams.
n- (Al 0.5 Ga 0.5 ) 0.5 In 0.5 P layer 20 on a
2, non-doped Ga 0.5 In 0.5 P active layer 203, p−
(Al 0.5 Ga 0.5 ) 0.5 In 0.5 P layer 204, p-Al
The 0.7 Ga 0.3 As layer 205 is grown to be the semiconductor layer 21.

【0038】この実施例においても、実施例1と同様
に、光が照射された領域では基板温度が上昇し、または
表面が電子的に励起されるので、選択的成長が起こる。
Also in this embodiment, as in the first embodiment, the substrate temperature rises or the surface is electronically excited in the region irradiated with light, so that selective growth occurs.

【0039】さらに、図4(c)に示すように、励起光
の幅を60μm程度に縮小して照射し、照射した部分に
p−GaAs層206を成長する。
Further, as shown in FIG. 4C, the width of the excitation light is reduced to about 60 μm for irradiation, and the p-GaAs layer 206 is grown on the irradiated portion.

【0040】その後、図4(d)に示すように、励起光
を領域22aに照射し、上記と同様にしてn−(Al
0.7Ga0.30.5In0.5P層207、ノンドープ(Al
0.45Ga0.550.5In0.5P活性層208、p−(Al
0.7Ga0.30.5In0.5P層209、p−Al0.7Ga
0.3As層210を成長して半導体層22とし、さら
に、図4(e)に示すように、p−GaAs層211を
成長する。
Then, as shown in FIG. 4D, the region 22a is irradiated with excitation light, and n- (Al
0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P layer 207, non-doped (Al
0.45 Ga 0.55 ) 0.5 In 0.5 P active layer 208, p- (Al
0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P layer 209, p-Al 0.7 Ga
The 0.3 As layer 210 is grown to form the semiconductor layer 22, and then the p-GaAs layer 211 is grown as shown in FIG.

【0041】さらに、基板温度を200℃に下げ、図4
(f)に示すように、基板上の幅200μm程度の領域
23aに励起光を照射する。そして、Zn、S、Se、
2、ZnCl2の分子線を用い、p型ドーパントである
2を高周波加熱コイルで励起してN2ラジカルとしてM
BEチャンバーに導入して、領域23aの上にn−Zn
SSe層212、p−ZnSSe層213を成長する。
さらに、図4(g)に示すように、励起光の幅を70μ
mに縮小して照射し、照射した部分上にp−ZnSe層
214を成長する。その後は、実施例1と同様にして半
導体発光素子とする。
Further, the substrate temperature was lowered to 200 ° C.
As shown in (f), the excitation light is irradiated onto the region 23a having a width of about 200 μm on the substrate. And Zn, S, Se,
Using a molecular beam of N 2 and ZnCl 2 , N 2 which is a p-type dopant is excited by a high frequency heating coil to generate M as N 2 radicals.
After being introduced into the BE chamber, n-Zn is formed on the region 23a.
The SSe layer 212 and the p-ZnSSe layer 213 are grown.
Furthermore, as shown in FIG. 4 (g), the width of the excitation light is 70 μm.
Irradiation is performed after reducing to m, and a p-ZnSe layer 214 is grown on the irradiated portion. After that, a semiconductor light emitting element is obtained in the same manner as in Example 1.

【0042】本実施例の半導体発光素子は、実施例1と
同様に、半導体層21において赤色の発光を生じ、半導
体層22において緑色の発光を生じた。また、半導体層
23のn−ZnSSe層212とp−ZnSSe層21
3とのpn接合部が発光領域となってλ=460nmの
青色の発光を生じた。この半導体発光素子は、1チップ
内に赤色、緑色、青色の三原色の発光を生じる発光領域
を有しているため、フルカラー表示が可能となる。ま
た、1チップ内に、波長領域が異なる発光を生じる3つ
の発光領域が形成されているため、樹脂によるモールド
後も近視野像が個々の構成色に分離することはなく、遠
視野像、近視野像共に広い波長領域の発光が得られる。
In the semiconductor light emitting device of this example, similarly to Example 1, the semiconductor layer 21 emitted red light and the semiconductor layer 22 emitted green light. The n-ZnSSe layer 212 and the p-ZnSSe layer 21 of the semiconductor layer 23 are also included.
The pn junction with 3 became a light emitting region, and blue light emission of λ = 460 nm was generated. Since this semiconductor light emitting element has a light emitting region for emitting light of the three primary colors of red, green and blue in one chip, full color display is possible. Further, since three light emitting regions that emit light with different wavelength regions are formed in one chip, the near field image does not separate into individual constituent colors even after molding with resin, and the far field image and near field image are not separated. It is possible to obtain light emission in a wide wavelength range in both visual field images.

【0043】(実施例3)図5は本発明の実施例3の半
導体発光素子を示す断面図である。
(Embodiment 3) FIG. 5 is a sectional view showing a semiconductor light emitting device of Embodiment 3 of the present invention.

【0044】この半導体発光素子には、pn接合を有す
る半導体層31、32、33が形成されている。まず、
n−GaAs基板300上にn−GaAsバッファ層3
01が形成されている。その上に、n−(Al0.5Ga
0.50.5In0.5P層302、ノンドープGa0.5In
0.5P活性層303、n−(Al0.5Ga0.50.5In
0.5P層304、n−Al0.7Ga0.3As層30
5が形成されている。その上に、半導体層31の発光領
域となる部分の上を除いて、n−(Al0.7Ga0.3
0.5In0.5P層306、ノンドープ(Al0.45
0.550.5In0.5P活性層307、n−(Al0.7
0.30.5In0.5P層308、n−Al0.7Ga0.3
s層309が形成されている。その上に、半導体層32
の発光領域となる部分の上を除いて、n−CdZnSS
e層310、p−CdZnSSe層311が形成され、
さらに、p−ZnSe層312が形成されている。ここ
で、CdZnSSe層310、311はGaAsと格子
定数が等しくなるような組成比とされている。そして、
半導体層31の発光領域となる部分ではn−Al0.7
0.3As層305からノンドープGa0.5In0.5P活
性層303に及ぶように、また、半導体層32の発光領
域となる部分ではn−Al0.7Ga0.3As層309から
ノンドープ(Al0.45Ga0.550.5In0.5P活性層3
07に及ぶようにZn拡散が行われて各々p型領域31
3、314となっている。また、各々の半導体層31、
32、33には電極315、316、317が形成さ
れ、基板300側には共通の電極318が形成されてい
る。
In this semiconductor light emitting device, semiconductor layers 31, 32 and 33 having a pn junction are formed. First,
n-GaAs buffer layer 3 on n-GaAs substrate 300
01 is formed. On top of that, n- (Al 0.5 Ga
0.5 ) 0.5 In 0.5 P layer 302, undoped Ga 0.5 In
0.5 P active layer 303, n- (Al 0.5 Ga 0.5 ) 0.5 In
0.5 P layer 304, n-Al 0.7 Ga 0.3 As layer 30
5 is formed. On top of that, n- (Al 0.7 Ga 0.3 ), except on the portion of the semiconductor layer 31 that becomes the light emitting region.
0.5 In 0.5 P layer 306, non-doped (Al 0.45 G
a 0.55 ) 0.5 In 0.5 P active layer 307, n- (Al 0.7 G
a 0.3 ) 0.5 In 0.5 P layer 308, n-Al 0.7 Ga 0.3 A
The s layer 309 is formed. On top of that, the semiconductor layer 32
Of the n-CdZnSS except on the light emitting region of
An e layer 310 and a p-CdZnSSe layer 311 are formed,
Further, a p-ZnSe layer 312 is formed. Here, the composition ratios of the CdZnSSe layers 310 and 311 are such that the lattice constant is equal to that of GaAs. And
In the portion of the semiconductor layer 31 that becomes the light emitting region, n-Al 0.7 G
a 0.3 As layer 305 to the non-doped Ga 0.5 In 0.5 P active layer 303, and in the light emitting region of the semiconductor layer 32 from the n-Al 0.7 Ga 0.3 As layer 309 non-doped (Al 0.45 Ga 0.55 ) 0.5. In 0.5 P active layer 3
Zn diffusion is performed to reach the p-type region 31
3 and 314. In addition, each semiconductor layer 31,
Electrodes 315, 316, and 317 are formed on 32 and 33, and a common electrode 318 is formed on the substrate 300 side.

【0045】この半導体発光素子の製造方法を図6を参
照しながら説明する。
A method of manufacturing this semiconductor light emitting device will be described with reference to FIG.

【0046】各半導体層の成長は通常のMBE法により
行うことができる。Cdの分子線源としては金属Cdを
用い、その他は実施例2と同様にすることができる。
The growth of each semiconductor layer can be performed by a usual MBE method. Metal Cd is used as the molecular beam source of Cd, and the others can be the same as in Example 2.

【0047】まず、図6(a)に示すように、n−Ga
As基板300上に、基板温度600℃でn−GaAs
バッファ層301、n−(Al0.5Ga0.50.5In0.5
P層302、ノンドープGa0.5In0.5P活性層30
3、n−(Al0.5Ga0.50. 5In0.5P層304、n
−Al0.7Ga0.3As層305を成長する。
First, as shown in FIG. 6A, n-Ga
N-GaAs on As substrate 300 at a substrate temperature of 600 ° C.
Buffer layer 301, n- (Al 0.5 Ga 0.5 ) 0.5 In 0.5
P layer 302, non-doped Ga 0.5 In 0.5 P active layer 30
3, n- (Al 0.5 Ga 0.5 ) 0. 5 In 0.5 P layer 304, n
-Al 0.7 Ga 0.3 As layer 305 is grown.

【0048】その後、基板温度を300℃に下げ、図6
(b)に示すように、半導体層31の発光領域となる部
分の上を除いて、ArFエキシマレーザを用いてλ=1
93nmの励起光を照射する。そして、照射した部分上
にn−(Al0.7Ga0.30. 5In0.5P層306、ノン
ドープ(Al0.45Ga0.550.5In0.5P活性層30
7、n−(Al0.7Ga0.30.5In0.5P層308、n
−Al0.7Ga0.3As層309を成長する。
After that, the substrate temperature was lowered to 300 ° C.
As shown in (b), λ = 1 using an ArF excimer laser except on the portion of the semiconductor layer 31 which becomes the light emitting region.
Irradiation with 93 nm excitation light. Then, on the portion irradiated with n- (Al 0.7 Ga 0.3) 0. 5 In 0.5 P layer 306, a non-doped (Al 0.45 Ga 0.55) 0.5 In 0.5 P active layer 30
7, n- (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P layer 308, n
-Al 0.7 Ga 0.3 As layer 309 is grown.

【0049】さらに、図6(c)に示すように、半導体
層33の発光領域となる部分の上を除いて励起光を照射
して、照射した部分上にn−CdZnSSe層310、
p−CdZnSSe層311を成長する。
Further, as shown in FIG. 6C, excitation light is radiated except on the portion of the semiconductor layer 33 which becomes the light emitting region, and the n-CdZnSSe layer 310, on the irradiated portion.
A p-CdZnSSe layer 311 is grown.

【0050】さらに、図6(d)に示すように、励起光
の幅を縮小して照射し、照射した部分上にp−ZnSe
層312を成長する。
Further, as shown in FIG. 6D, the width of the excitation light is reduced and irradiated, and p-ZnSe is irradiated on the irradiated portion.
Growing layer 312.

【0051】その後、図6(e)に示すように、Zn拡
散を行ってp型領域313、314を形成する。その後
は、実施例1と同様にして半導体発光素子とする。
Thereafter, as shown in FIG. 6E, Zn diffusion is performed to form p-type regions 313 and 314. After that, a semiconductor light emitting element is obtained in the same manner as in Example 1.

【0052】本実施例の半導体発光素子は、実施例2と
同様に、半導体層31、32、33において、それぞれ
赤色、緑色、青色の発光を生じる。また、半導体層3
1、32、33の注入電流量を変化させることにより、
赤色から青色までのフルカラー表示が可能となる。
In the semiconductor light emitting device of this embodiment, red, green and blue lights are emitted in the semiconductor layers 31, 32 and 33, respectively, as in the second embodiment. In addition, the semiconductor layer 3
By changing the injection current amount of 1, 32, 33,
Full-color display from red to blue is possible.

【0053】(実施例4)図7は本発明の実施例4の半
導体発光素子を示す断面図である。
(Embodiment 4) FIG. 7 is a sectional view showing a semiconductor light emitting device according to Embodiment 4 of the present invention.

【0054】この半導体発光素子には、n−GaAs基
板400上に、n−GaAsバッファ層401およびn
−(Al0.7Ga0.30.5In0.5P層402が形成され
ている。その上に2つの活性層403、404が形成さ
れている。活性層403はノンドープGa0.5In0.5
層、活性層404はノンドープ(Al0.45Ga0.55
0.5In0.5P層であり、それぞれ赤色および緑色の発光
を生じる。その上の基板全面に、p−(Al0.7
0.30.5In0.5P層405、p−Al0.7Ga0.3
s層406が形成されている。また、各々活性層に電流
を注入するため、2つの電極407、408が形成さ
れ、基板400側には共通の電極409が形成されてい
る。
In this semiconductor light emitting device, an n-GaAs buffer layer 401 and an n-GaAs buffer layer 401 are provided on an n-GaAs substrate 400.
A- (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P layer 402 is formed. Two active layers 403 and 404 are formed on it. The active layer 403 is non-doped Ga 0.5 In 0.5 P
Layer and active layer 404 are non-doped (Al 0.45 Ga 0.55 ).
0.5 In 0.5 P layer, which emits red and green light, respectively. P- (Al 0.7 G
a 0.3 ) 0.5 In 0.5 P layer 405, p-Al 0.7 Ga 0.3 A
The s layer 406 is formed. Two electrodes 407 and 408 are formed in order to inject a current into each active layer, and a common electrode 409 is formed on the substrate 400 side.

【0055】この半導体発光素子の製造方法を図8を参
照しながら説明する。
A method of manufacturing this semiconductor light emitting device will be described with reference to FIG.

【0056】各半導体層の成長は、通常のMOCVD法
により行うことができる。各半導体層を形成する原子ソ
ースおよびドーパント材料は、実施例1と同様なものと
することができる。
The growth of each semiconductor layer can be performed by a usual MOCVD method. The atomic source and the dopant material forming each semiconductor layer can be the same as those in the first embodiment.

【0057】まず、図8(a)に示すように、n−Ga
As基板400上にn−GaAsバッファ層401、n
−(Al0.7Ga0.30.5In0.5P層402を基板温度
700℃で成長する。
First, as shown in FIG. 8A, n-Ga
On the As substrate 400, n-GaAs buffer layers 401, n
A- (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P layer 402 is grown at a substrate temperature of 700 ° C.

【0058】次に、基板温度を400℃まで下げて、図
8(b)に示すように、活性層403となる領域403
aに励起光を照射して、領域403aの上にノンドープ
Ga0.5In0.5P活性層403を成長する。
Next, the substrate temperature is lowered to 400 ° C. to form an active layer 403 region 403 as shown in FIG. 8B.
A is irradiated with excitation light to grow a non-doped Ga 0.5 In 0.5 P active layer 403 on the region 403a.

【0059】その後、図8(c)に示すように、活性層
404となる領域404aに励起光を照射して、領域4
04aの上にノンドープ(Al0.45Ga0.550.5In
0.5P活性層404を成長する。
After that, as shown in FIG. 8C, the region 404a to be the active layer 404 is irradiated with excitation light, and the region 4 is exposed.
Undoped (Al 0.45 Ga 0.55 ) 0.5 In on 04a
A 0.5 P active layer 404 is grown.

【0060】そして、基板温度を700℃に上昇して、
図8(d)に示すように、基板全面にp−(Al0.7
0.30.5In0.5P層405、p−Al0.7Ga0.3
s層406を成長する。その後は実施例1と同様にして
半導体発光素子とする。
Then, the substrate temperature is raised to 700 ° C.,
As shown in FIG. 8D, p- (Al 0.7 G is formed on the entire surface of the substrate.
a 0.3 ) 0.5 In 0.5 P layer 405, p-Al 0.7 Ga 0.3 A
The s layer 406 is grown. After that, a semiconductor light emitting element is obtained in the same manner as in Example 1.

【0061】本実施例の半導体発光素子は、実施例1と
同様に、活性層41、42が発光領域となり、それぞれ
赤色および緑色の発光を生じる。また、電極407、4
08への注入電流量を調整することにより、赤色から緑
色までの波長領域の発光を生じさせることができる。
In the semiconductor light emitting device of this embodiment, as in the case of the first embodiment, the active layers 41 and 42 serve as light emitting regions, and emit red and green light, respectively. Also, the electrodes 407, 4
By adjusting the amount of current injected into 08, light emission in the wavelength region from red to green can be generated.

【0062】(実施例5)図9は本発明の実施例5の半
導体発光素子を示す断面図である。
(Embodiment 5) FIG. 9 is a sectional view showing a semiconductor light emitting device according to Embodiment 5 of the present invention.

【0063】この半導体発光素子には、n−InP基板
500上に、発光領域を有する半導体層51、52が形
成されている。半導体層51はn−InP層501、ノ
ンドープGa0.23In0.770.5As0.5活性層502、
p−InP層503からなっており、半導体層52はn
InP層504、ノンドープGa0.34In0.660.25
0.75活性層505、p−InP層506からなってい
る。また、2つの半導体層51、52には各々、電極5
07、508が形成され、基板500側には共通の電極
509が形成されている。
In this semiconductor light emitting device, semiconductor layers 51 and 52 having a light emitting region are formed on an n-InP substrate 500. The semiconductor layer 51 includes an n-InP layer 501, a non-doped Ga 0.23 In 0.77 P 0.5 As 0.5 active layer 502,
The p-InP layer 503 is formed, and the semiconductor layer 52 is n.
InP layer 504, undoped Ga 0.34 In 0.66 P 0.25 A
s 0.75 active layer 505 and p-InP layer 506. In addition, the two semiconductor layers 51 and 52 each have an electrode 5
07 and 508 are formed, and a common electrode 509 is formed on the substrate 500 side.

【0064】この半導体発光素子は、TMG、TMI、
AsH3よびPH3を原子ソースとして、実施例1と同様
にして作製することができる。
This semiconductor light emitting device is composed of TMG, TMI,
It can be manufactured in the same manner as in Example 1 using AsH 3 and PH 3 as an atom source.

【0065】本実施例の半導体発光素子は、半導体層5
1において中心波長1140nm程度の発光を生じ、半
導体層52において中心波長1300nm程度の発光を
生じる。また、半導体層51、52への注入電流量を変
化させることにより、その間で連続的な波長の発光を生
じることができる。
The semiconductor light emitting device of this embodiment has the semiconductor layer 5
1 emits light having a center wavelength of about 1140 nm, and the semiconductor layer 52 emits light having a center wavelength of about 1300 nm. Further, by changing the amount of current injected into the semiconductor layers 51 and 52, continuous wavelength light emission can be generated between them.

【0066】(実施例6)図10は本発明の実施例6の
半導体発光素子を示す断面図である。
(Embodiment 6) FIG. 10 is a sectional view showing a semiconductor light emitting device according to Embodiment 6 of the present invention.

【0067】この半導体発光素子には、n−GaP基板
600上に、n−Al0.75In0.25Pバッファ層601
が形成されている。その上に、発光領域を有する半導体
層61、62が形成されている。半導体層61はn−
(Al0.5Ga0.50.5In0.5P層602、ノンドープ
Ga0.5In0.5P活性層603、p−(Al0.5
0.50.5In0.5P層604、p−Al0.7Ga0.3
s層605からなっており、半導体層62はn−(Al
0.7Ga0.30.5In0.5P層606、ノンドープ(Al
0. 45Ga0.550.5In0.5P活性層607、p−(Al
0.7Ga0.30.5In0.5P層608、p−Al0.7Ga
0.3As層609からなっている。また、2つの半導体
層61、62には各々、電極610、611が形成さ
れ、基板600側には共通の電極612が半導体層の下
に当たる部分を除いて形成されている。
This semiconductor light emitting device includes an n-GaP substrate
N-Al on 6000.75In0.25P buffer layer 601
Are formed. A semiconductor having a light emitting region thereon
Layers 61 and 62 are formed. The semiconductor layer 61 is n−
(Al0.5Ga0.5)0.5In0.5P layer 602, non-doped
Ga0.5In0.5P active layer 603, p- (Al0.5G
a0.5)0.5In0.5P layer 604, p-Al0.7Ga0.3A
The semiconductor layer 62 is made of n- (Al.
0.7Ga0.3)0.5In0.5P layer 606, undoped (Al
0. 45Ga0.55)0.5In0.5P active layer 607, p- (Al
0.7Ga0.3)0.5In0.5P layer 608, p-Al0.7Ga
0.3It is composed of an As layer 609. Also two semiconductors
Electrodes 610 and 611 are formed on layers 61 and 62, respectively.
The common electrode 612 is formed on the substrate 600 side under the semiconductor layer.
It is formed excluding the part corresponding to.

【0068】この半導体発光素子は、実施例1と同様に
して作製することができる。
This semiconductor light emitting device can be manufactured in the same manner as in Example 1.

【0069】本実施例においては、GaP基板とAlG
aInP半導体層との中間の格子定数を有し、バンドギ
ャップが大きいAlInPバッファ層601が設けられ
ているので、GaP基板を用いて基板と格子不整合の半
導体層を低転位密度成長させることができる。
In this embodiment, a GaP substrate and AlG are used.
Since the AlInP buffer layer 601 having a lattice constant intermediate to that of the aInP semiconductor layer and having a large band gap is provided, it is possible to grow a semiconductor layer lattice-mismatched with the substrate with a low dislocation density using a GaP substrate. .

【0070】本実施例の半導体発光素子は、実施例1と
同様に、半導体層61、62において赤色および緑色の
発光を生じた。また、n−GaP基板を用い、バッファ
層としてn−Al0.75In0.25P層を用いているので、
発光は基板側にも透過し、電極612が形成されていな
い部分を通って外部に出射される。よって、外部への発
光効率が上昇する。
In the semiconductor light emitting device of this example, red and green light emission was generated in the semiconductor layers 61 and 62, as in Example 1. Further, since the n-GaP substrate is used and the n-Al 0.75 In 0.25 P layer is used as the buffer layer,
The emitted light is also transmitted to the substrate side and is emitted to the outside through a portion where the electrode 612 is not formed. Therefore, the luminous efficiency to the outside is increased.

【0071】上記実施例においては、いずれも、赤色発
光、緑色発光または青色発光を生じさせる発光領域とし
たが、本発明はこれに限られず、AlGaInPおよび
CdZnSSeの組成比を変化させて半導体層を成長す
ることにより、橙色や青緑色などの種々の発光を生じさ
せることができる。InP基板を用いた場合には、Ga
InPAsの組成比を変化させることにより、波長15
50nm程度の長波長まで発光を生じることができ、広
い波長領域の半導体発光素子が可能である。GaP基板
を用いた場合には、バッファ層の構成をAlXIn1-X
(X=1→0.5)とすることにより、GaP基板に格
子整合する半導体層からGaAs基板に格子整合する半
導体層までをグレーディッドに変化させて成長させるこ
とができる。また、発光領域はダブルヘテロ構造やシン
グルヘテロ構造など種々の組み合わせの構造とすること
ができる。さらに、半導体層の成長方法は、光励起を伴
うものであればいずれも用いることができ、例えば、A
LE(原子層エピタキシー)法やMOMBE(有機金属
分子線エピタキシー)法なども可能である。
In each of the above examples, the light emitting region that emits red light, green light or blue light is used, but the present invention is not limited to this, and the semiconductor layer is formed by changing the composition ratio of AlGaInP and CdZnSSe. By growing, various light emission such as orange and blue green can be generated. When an InP substrate is used, Ga
By changing the composition ratio of InPAs, wavelength 15
Light emission can be generated up to a long wavelength of about 50 nm, and a semiconductor light emitting element with a wide wavelength range is possible. When a GaP substrate is used, the buffer layer structure is Al X In 1-X P
By setting (X = 1 → 0.5), a semiconductor layer lattice-matched to the GaP substrate to a semiconductor layer lattice-matched to the GaAs substrate can be graded and grown. Further, the light emitting region can have various combinations of structures such as a double hetero structure and a single hetero structure. Further, as a method for growing the semiconductor layer, any method can be used as long as it involves photoexcitation, and for example, A
The LE (atomic layer epitaxy) method and the MONBE (organic metal molecular beam epitaxy) method are also possible.

【0072】[0072]

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、1チップ内に複数の発光領域を形成することが
できるので、近視野像が個々の構成色に分離することは
なく、遠視野像、近視野像共に広い波長領域の発光が得
られる。よって、この半導体発光素子を用いて、フルカ
ラーディスプレーを実現することができる。
As is apparent from the above description, according to the present invention, since a plurality of light emitting regions can be formed in one chip, the near-field image is not separated into individual constituent colors. It is possible to obtain light emission in a wide wavelength range for both the far-field image and the near-field image. Therefore, a full color display can be realized using this semiconductor light emitting device.

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

【図1】本発明の実施例1の半導体発光素子を示す断面
図である。
FIG. 1 is a sectional view showing a semiconductor light emitting device of Example 1 of the present invention.

【図2】本発明の実施例1の半導体発光素子の製造工程
を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a manufacturing process of the semiconductor light emitting device according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施例2の半導体発光素子を示す断面
図である。
FIG. 3 is a sectional view showing a semiconductor light emitting device of Example 2 of the present invention.

【図4】本発明の実施例2の半導体発光素子の製造工程
を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a manufacturing process of the semiconductor light emitting device according to the second embodiment of the present invention.

【図5】本発明の実施例3の半導体発光素子を示す断面
図である。
FIG. 5 is a sectional view showing a semiconductor light emitting device of Example 3 of the present invention.

【図6】本発明の実施例3の半導体発光素子の製造工程
を示す図である。
FIG. 6 is a view showing a manufacturing process of the semiconductor light emitting device according to the third embodiment of the present invention.

【図7】本発明の実施例4の半導体発光素子を示す断面
図である。
FIG. 7 is a sectional view showing a semiconductor light emitting device of Example 4 of the present invention.

【図8】本発明の実施例4の半導体発光素子の製造工程
を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing a manufacturing process of a semiconductor light emitting device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図9】本発明の実施例5の半導体発光素子を示す断面
図である。
FIG. 9 is a sectional view showing a semiconductor light emitting device of Example 5 of the present invention.

【図10】本発明の実施例6の半導体発光素子を示す断
面図である。
FIG. 10 is a sectional view showing a semiconductor light emitting device of Example 6 of the present invention.

【図11】従来の集積型ランプを示す構成概略図であ
る。
FIG. 11 is a schematic configuration diagram showing a conventional integrated lamp.

【図12】半導体発光素子の構成を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing a configuration of a semiconductor light emitting element.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100、200、300、400、500、600、
基板 101、201、301、401、601 バッファ層 103、107、203、208、303、307、4
03、404、502、505、603、607 活性
層 11、12、21、22、23、31、32、33、5
1、52、61、62発光領域を有する半導体層
100, 200, 300, 400, 500, 600,
Substrate 101, 201, 301, 401, 601 Buffer layer 103, 107, 203, 208, 303, 307, 4
03, 404, 502, 505, 603, 607 Active layers 11, 12, 21, 22, 23, 31, 32, 33, 5
Semiconductor layer having light emitting regions 1, 52, 61, 62

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板上に、発光領域を有する半導
体層が複数積層形成され、または該基板の表面に沿って
複数並設され、各発光領域が発光波長領域を異ならせて
光を発生する構造とされている半導体発光素子。
1. A plurality of semiconductor layers each having a light emitting region are laminated on a semiconductor substrate, or a plurality of semiconductor layers are arranged in parallel along the surface of the substrate, and each light emitting region emits light with a different emission wavelength region. A semiconductor light emitting device having a structured structure.
【請求項2】 前記半導体基板がGaAsからなり、各
半導体層がその構成元素としてAl、Ga、In、Zn
およびCdのうち少なくとも一種と、P、As、Sおよ
びSeのうち少なくとも一種とを含有してなり、さら
に、各発光領域がその構成元素を異ならせ、または同一
の構成元素の組成比を異ならせた材料からなる請求項1
に記載の半導体発光素子。
2. The semiconductor substrate is made of GaAs, and each semiconductor layer has Al, Ga, In, Zn as its constituent elements.
And Cd and at least one of P, As, S and Se, and each light emitting region has a different constituent element or a different composition ratio of the same constituent element. Claim 1 consisting of different materials
The semiconductor light-emitting device according to.
【請求項3】 前記半導体基板がInPからなり、各半
導体層がその構成元素としてGaおよびInのうち少な
くとも一種とPおよびAsのうち少なくとも一種とを含
有してなり、各発光領域がその構成元素を異ならせ、ま
たは同一の構成元素の組成比を異ならせた材料からなる
請求項1に記載の半導体発光素子。
3. The semiconductor substrate is made of InP, each semiconductor layer contains at least one of Ga and In and at least one of P and As as constituent elements, and each light emitting region has each constituent element. The semiconductor light-emitting device according to claim 1, wherein the semiconductor light-emitting device is made of a material having different composition ratios of the same constituent elements.
【請求項4】 前記半導体基板がGaPからなり、各半
導体層がその構成元素としてAl、GaおよびInのう
ち少なくとも一種と、PおよびAsのうち少なくとも一
種とを含有してなり、各発光領域がその構成元素を異な
らせ、または同一の構成元素の組成比を異ならせた材料
からなる請求項1に記載の半導体発光素子。
4. The semiconductor substrate is made of GaP, and each semiconductor layer contains at least one of Al, Ga and In as constituent elements and at least one of P and As, and each light emitting region has The semiconductor light emitting element according to claim 1, wherein the semiconductor light emitting element is made of a material having different constituent elements or different composition ratios of the same constituent element.
【請求項5】 半導体基板上に、発光領域を各々有する
複数の半導体層が、各発光領域の発光波長領域を異なら
せて積層形成され、相上下する2つの半導体層の上側半
導体層が、下側半導体層の上表面を一部露出させて形成
されている半導体発光素子の製造方法において、 該半導体基板上に発光領域を含む半導体層を形成する工
程と、 該基板直上の半導体層を含む相上下する2つの半導体層
の下側半導体層の上表面における上側半導体層形成部分
に光を照射して励起させ、該基板直上の半導体層の上に
1または2以上の半導体層を形成する工程と、 を含む半導体発光素子の製造方法。
5. A plurality of semiconductor layers, each having a light emitting region, are formed on a semiconductor substrate such that the emission wavelength regions of the respective light emitting regions are different from each other, and the upper semiconductor layer of the two upper and lower semiconductor layers is a lower layer. In a method for manufacturing a semiconductor light emitting device, which is formed by partially exposing an upper surface of a side semiconductor layer, a step of forming a semiconductor layer including a light emitting region on the semiconductor substrate, and a phase including a semiconductor layer directly above the substrate. A step of forming one or more semiconductor layers on the semiconductor layer directly above the substrate by irradiating light to excite the upper semiconductor layer forming portion on the upper surface of the lower semiconductor layer of the two semiconductor layers which are vertically arranged; A method for manufacturing a semiconductor light emitting device, comprising:
【請求項6】 半導体基板の上に、発光領域を各々有す
る複数の半導体層が、各発光領域の発光波長領域を異な
らせ、かつ、該基板の表面に沿って並設されている半導
体発光素子の製造方法において、 該半導体基板の上表面における各半導体層形成部分に光
を照射して励起させ、励起した部分に各半導体層を形成
する工程を含む半導体発光素子の製造方法。
6. A semiconductor light emitting device in which a plurality of semiconductor layers each having a light emitting region have different emission wavelength regions of the respective light emitting regions on a semiconductor substrate, and are arranged in parallel along the surface of the substrate. 2. The method for manufacturing a semiconductor light emitting device, which comprises the step of irradiating light on each semiconductor layer forming portion on the upper surface of the semiconductor substrate to excite it, and forming each semiconductor layer on the excited portion.
【請求項7】 前記半導体基板としてGaAs基板を使
用し、各半導体層をAl、Ga、In、ZnおよびCd
のうち少なくとも一種と、P、As、SおよびSeのう
ち少なくとも一種とを用いて形成し、各発光領域をその
構成元素を異ならせ、または同一の構成元素の組成比を
異ならせて形成する請求項5または6に記載の半導体発
光素子の製造方法。
7. A GaAs substrate is used as the semiconductor substrate, and each semiconductor layer is made of Al, Ga, In, Zn and Cd.
At least one of P, As, S, and Se is used, and each light emitting region is formed with different constituent elements or different composition ratios of the same constituent element. Item 7. A method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to item 5 or 6.
【請求項8】 前記半導体基板としてInP基板を使用
し、各半導体層をGaおよびInのうち少なくとも一種
と、PおよびAsのうち少なくとも一種とを用いて形成
し、各発光領域をその構成元素を異ならせ、または同一
の構成元素の組成比を異ならせて形成する請求項5また
は6に記載の半導体発光素子の製造方法。
8. An InP substrate is used as the semiconductor substrate, each semiconductor layer is formed by using at least one of Ga and In, and at least one of P and As, and each light emitting region is formed of its constituent elements. 7. The method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to claim 5, wherein the semiconductor light emitting device is formed with different composition ratios of the same constituent elements.
【請求項9】 前記半導体基板としてGaP基板を使用
し、各半導体層をAl、GaおよびInのうち少なくと
も一種と、PおよびAsのうち少なくとも一種とを用い
て形成し、各発光領域をその構成元素を異ならせ、また
は同一の構成元素の組成比を異ならせて形成する請求項
5または6に記載の半導体発光素子の製造方法。
9. A GaP substrate is used as the semiconductor substrate, each semiconductor layer is formed using at least one of Al, Ga and In, and at least one of P and As, and each light emitting region is formed. 7. The method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to claim 5, wherein the elements are made different or the composition ratio of the same constituent element is made different.
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