JPH0682862B2 - 発光ダイオード - Google Patents
発光ダイオードInfo
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- JPH0682862B2 JPH0682862B2 JP19204888A JP19204888A JPH0682862B2 JP H0682862 B2 JPH0682862 B2 JP H0682862B2 JP 19204888 A JP19204888 A JP 19204888A JP 19204888 A JP19204888 A JP 19204888A JP H0682862 B2 JPH0682862 B2 JP H0682862B2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor 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
- H01L33/02—Semiconductor 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 characterised by the semiconductor bodies
- H01L33/14—Semiconductor 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 characterised by the semiconductor bodies with a carrier transport control structure, e.g. highly-doped semiconductor layer or current-blocking structure
- H01L33/145—Semiconductor 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 characterised by the semiconductor bodies with a carrier transport control structure, e.g. highly-doped semiconductor layer or current-blocking structure with a current-blocking structure
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- Power Engineering (AREA)
- Led Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、発光ダイオードに係り、特に表示用として有
用な高輝度の発光ダイオード（LED）に関するものであ
る。
用な高輝度の発光ダイオード（LED）に関するものであ
る。
［従来の技術］ 一般に、表示用LEDあるいはプラスチックファイバ通信
用LEDとして、価格の安い高輝度の可視光発光ダイオー
ドが求められていて、従来GaP（ガリウム・燐）、GaAs
（ガリウム・硅素）系が注目されていたが、高輝度とい
う点で発光波長660nmのGaAlAs（ガリウム・アルミニウ
ム・硅素）系の赤色発光ダイオードが注目されている。
用LEDとして、価格の安い高輝度の可視光発光ダイオー
ドが求められていて、従来GaP（ガリウム・燐）、GaAs
（ガリウム・硅素）系が注目されていたが、高輝度とい
う点で発光波長660nmのGaAlAs（ガリウム・アルミニウ
ム・硅素）系の赤色発光ダイオードが注目されている。
GaAlAs系のLEDでは、ｐ型のGaAs板上に発光層となるｐ
型のGaAlAs層と電子の逆流を防止するｎ型のGaAlAs層を
成長させたシングルヘテロ（SH）構造のものがよく知ら
れている。
型のGaAlAs層と電子の逆流を防止するｎ型のGaAlAs層を
成長させたシングルヘテロ（SH）構造のものがよく知ら
れている。
更に高輝度のLEDを製作するためには、第５図に示すよ
うに、ｐ型GaAs基板５上にｐ型のGaAlAs層（クラッド
層）４を成長させ、その上に活性層となるGaAlAs層３
を、その上にクラッド層としてｎ型のGaAlAs層２を成長
させたダブルヘテロ（DH）構造が用いられている。この
GaAlAs系ダブルヘテロ構造のLEDでは、キャリアの閉じ
込め効果を生かし、シングルヘテロ構造のLEDの２倍の
輝度が得られている。
うに、ｐ型GaAs基板５上にｐ型のGaAlAs層（クラッド
層）４を成長させ、その上に活性層となるGaAlAs層３
を、その上にクラッド層としてｎ型のGaAlAs層２を成長
させたダブルヘテロ（DH）構造が用いられている。この
GaAlAs系ダブルヘテロ構造のLEDでは、キャリアの閉じ
込め効果を生かし、シングルヘテロ構造のLEDの２倍の
輝度が得られている。
更に、ダブルヘテロ構造のLEDより高輝度を達成するた
め、GaAs基板の代りにGaAlAs基板を使ったLEDが開発さ
れている。これは、第４図に示すように、ｐ型のGaAlAs
厚膜基板13上に発光用としてｐ型GaAlAsクラッド層４、
ｐ型GaAlAs活性層３、ｎ型GaAlAsクラッド層２の３層を
成長させたものである。GaAlAs基板を使うことにより、
従来GaAs基板に吸収されていた光を裏面で反射させ、表
に取り出すものである。
め、GaAs基板の代りにGaAlAs基板を使ったLEDが開発さ
れている。これは、第４図に示すように、ｐ型のGaAlAs
厚膜基板13上に発光用としてｐ型GaAlAsクラッド層４、
ｐ型GaAlAs活性層３、ｎ型GaAlAsクラッド層２の３層を
成長させたものである。GaAlAs基板を使うことにより、
従来GaAs基板に吸収されていた光を裏面で反射させ、表
に取り出すものである。
［発明が解決しようとする課題］ しかし、このGaAlAs基板を使ったLEDを製作するために
は、AlAs混晶比が0.4以上のGaAlAs基板が必要となる。
また、AlAs混晶比の大きなGaAlAs基板を成長させるのは
難しく、しかもこのGaAlAs基板表面は酸化しやすいの
で、その基板上にエピタキシャル層を成長させるのは難
しい高度な技術となる。
は、AlAs混晶比が0.4以上のGaAlAs基板が必要となる。
また、AlAs混晶比の大きなGaAlAs基板を成長させるのは
難しく、しかもこのGaAlAs基板表面は酸化しやすいの
で、その基板上にエピタキシャル層を成長させるのは難
しい高度な技術となる。
更に、GaAlAs厚膜基板を得るためには、GaAs基板上にGa
AlAs厚膜層を成長させた後に、GaAs基板を除去する必要
がある。GaAlAs厚膜基板は、大きな反りが生じており、
割れ易く、大型基板の入手困難であり、従って小さなエ
ピタキシャルウエハしか入手できないのでその後のチッ
プ化までの後工程の自動化が困難といった諸問題を有し
ていた。
AlAs厚膜層を成長させた後に、GaAs基板を除去する必要
がある。GaAlAs厚膜基板は、大きな反りが生じており、
割れ易く、大型基板の入手困難であり、従って小さなエ
ピタキシャルウエハしか入手できないのでその後のチッ
プ化までの後工程の自動化が困難といった諸問題を有し
ていた。
従って、製作が比較的容易であるGaAs基板上にDH構造の
エピタキシャル層を成長させた発光ダイオードにおい
て、更に高輝度が得られる構造の開発が待たれている。
エピタキシャル層を成長させた発光ダイオードにおい
て、更に高輝度が得られる構造の開発が待たれている。
一方、PN接合に順電流を流すための電極は、接合部全面
にわたって均一な電流密度を与えるよう適度な拡がりを
もつことが必要である反面、電極は再結合で生じた光子
が外部へ放出される際の遮蔽にもなるという問題があ
る。従って、接合深度が浅いGaAsPやGaAlAs発光ダイオ
ードでは薄い活性層による横方向の拡がり抵抗のため、
点状電極ではその近傍にだけ電流が集中し、チップ周辺
部の接合では充分な注入が起らず、発光を生じない場合
がある。これを防ぎ、しかも光子の放出に対してできる
限り影を作らないようにするため、これら発光ダイオー
ドの主発光面に設けられる電極の形状を、格子状等に工
夫することが行われている。
にわたって均一な電流密度を与えるよう適度な拡がりを
もつことが必要である反面、電極は再結合で生じた光子
が外部へ放出される際の遮蔽にもなるという問題があ
る。従って、接合深度が浅いGaAsPやGaAlAs発光ダイオ
ードでは薄い活性層による横方向の拡がり抵抗のため、
点状電極ではその近傍にだけ電流が集中し、チップ周辺
部の接合では充分な注入が起らず、発光を生じない場合
がある。これを防ぎ、しかも光子の放出に対してできる
限り影を作らないようにするため、これら発光ダイオー
ドの主発光面に設けられる電極の形状を、格子状等に工
夫することが行われている。
しかし、表示用LEDは安価であることが要求されるた
め、ボンディングなどの後工程が容易であることが必要
とされる。このため、発光ダイオードチップの表面中央
に直径100μｍ〜150μｍ程度のｎ電極がある第５図およ
び第６図の構造をとるのが一般的である。ところが、こ
の構造では、第６図に示すように、上に述べたように、
電子流15が表面電極１から電極６に向かって末広がり状
に流れるので、発光した光16、特に電極の直下で発光し
た光16bが電極１にじゃまされ、これを取り出すことが
難しい。点状電極といえどもその電極面積はチップの表
面積に比べ無視できない大きさであり、しかも電極直下
は電流密度が高いので、電極１にじゃまされて取り出せ
ない光16bの量は相当大きな値となる。従って、光を最
大限に取り出す為には、光16bが電極１にじゃまされな
いことが必要となる。その為には、表面電極１から電極
６に向かって流れる電子の密度、つまり電流密度が表面
電極１の外側に集中して高くなることが必要である。
め、ボンディングなどの後工程が容易であることが必要
とされる。このため、発光ダイオードチップの表面中央
に直径100μｍ〜150μｍ程度のｎ電極がある第５図およ
び第６図の構造をとるのが一般的である。ところが、こ
の構造では、第６図に示すように、上に述べたように、
電子流15が表面電極１から電極６に向かって末広がり状
に流れるので、発光した光16、特に電極の直下で発光し
た光16bが電極１にじゃまされ、これを取り出すことが
難しい。点状電極といえどもその電極面積はチップの表
面積に比べ無視できない大きさであり、しかも電極直下
は電流密度が高いので、電極１にじゃまされて取り出せ
ない光16bの量は相当大きな値となる。従って、光を最
大限に取り出す為には、光16bが電極１にじゃまされな
いことが必要となる。その為には、表面電極１から電極
６に向かって流れる電子の密度、つまり電流密度が表面
電極１の外側に集中して高くなることが必要である。
本発明の目的は、電極直下での発光を防ぎ、活性層で発
光した光を有効に取り出す構造の発光ダイオードを提供
することにある。
光した光を有効に取り出す構造の発光ダイオードを提供
することにある。
［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、上記目的を達成するた
め、活性層をクラッド層で挾んだダブルヘテロ構造を有
する発光ダイオードチップ表面中央に電極を形成し、そ
の周囲又は側面から光を取り出す発光ダイオードにおい
て、一導電形の半導体基板とその上に成長させるクラッ
ド層の間で、電極の真下に前記半導体基板とは反対の導
電形の半導体からなる電流阻止層を設けたものである。
め、活性層をクラッド層で挾んだダブルヘテロ構造を有
する発光ダイオードチップ表面中央に電極を形成し、そ
の周囲又は側面から光を取り出す発光ダイオードにおい
て、一導電形の半導体基板とその上に成長させるクラッ
ド層の間で、電極の真下に前記半導体基板とは反対の導
電形の半導体からなる電流阻止層を設けたものである。
また同様の目的を達成するために、活性層をクラッド層
で挾んだダブルヘテロ構造を有する発光ダイオードチッ
プ表面中央に電極を形成し、その周囲又は側面から光を
取り出す発光ダイオードにおいて、一導電形の半導体基
板とその上に成長させるクラッド層との間に、上記電極
と略中心が一致し且つ上記電極の径より大きな径のリン
グ状の溝部を有すと共に上記半導体基板とは反対の導電
形の半導体からなる電流狭窄層を設けてもよい。
で挾んだダブルヘテロ構造を有する発光ダイオードチッ
プ表面中央に電極を形成し、その周囲又は側面から光を
取り出す発光ダイオードにおいて、一導電形の半導体基
板とその上に成長させるクラッド層との間に、上記電極
と略中心が一致し且つ上記電極の径より大きな径のリン
グ状の溝部を有すと共に上記半導体基板とは反対の導電
形の半導体からなる電流狭窄層を設けてもよい。
［作 用］ 半導体基板とその上のクラッド層間には、電極の真下
に、半導体基板と反対導電形の電流阻止層を設けている
ため、発光ダイオードチップの主発光面に存在する電極
と他側の半導体基板との間を流れる電流は、この電流阻
止層を避けてその両側を流れるように分布することにな
る。このため、クラッド層で挾まれている活性層につい
てみると、その領域のうち電極下にある中央領域につい
ては電流が阻止され、その電流密度が小さくなるが、両
側領域については電流が狭窄されてその電流密度が著し
く高くなる。この意味で電流阻止層は電流狭窄層の機能
をも果す。従って、活性層においては電極で覆われてい
ない両側領域において特に良好に再結合による光子の発
生が起り、その光子のほとんどが電極で遮蔽されること
なく外部に出て行く。
に、半導体基板と反対導電形の電流阻止層を設けている
ため、発光ダイオードチップの主発光面に存在する電極
と他側の半導体基板との間を流れる電流は、この電流阻
止層を避けてその両側を流れるように分布することにな
る。このため、クラッド層で挾まれている活性層につい
てみると、その領域のうち電極下にある中央領域につい
ては電流が阻止され、その電流密度が小さくなるが、両
側領域については電流が狭窄されてその電流密度が著し
く高くなる。この意味で電流阻止層は電流狭窄層の機能
をも果す。従って、活性層においては電極で覆われてい
ない両側領域において特に良好に再結合による光子の発
生が起り、その光子のほとんどが電極で遮蔽されること
なく外部に出て行く。
かかる作用に基づき、発光ダイオードの輝度は著しく大
きくなる。
きくなる。
電流阻止層は、半導体基板がｐ型である場合にはＮ型で
あり、そのキャリア濃度は１×1018cm-3以上、膜厚は、
0.5μｍから５μｍの間である。形状は、ｎ電極とほぼ
同じ形であり、多少は大きくても小さくても同じように
光取出効率の向上が図れる。
あり、そのキャリア濃度は１×1018cm-3以上、膜厚は、
0.5μｍから５μｍの間である。形状は、ｎ電極とほぼ
同じ形であり、多少は大きくても小さくても同じように
光取出効率の向上が図れる。
また、半導体基板とその上のクラッド層間に、設けた電
流狭窄層にリング状の溝部が形成されていて、しかも溝
部のリング中心が発光ダイオードチップ表面中央に形成
されている円盤状の電極の中心と略一致しており、且つ
溝部のリング径が上記電極の径よりも大きく構成されて
いる。この為、発光ダイオードチップの主発光面に存在
する電極と他側の半導体基板との間を流れる電流は、電
極真下において阻止されるが、その電流狭窄層に形成さ
れた溝部に集中して流れるように分布することになる。
つまり、電極真下では上記電流阻止層としての働きをな
すものである。
流狭窄層にリング状の溝部が形成されていて、しかも溝
部のリング中心が発光ダイオードチップ表面中央に形成
されている円盤状の電極の中心と略一致しており、且つ
溝部のリング径が上記電極の径よりも大きく構成されて
いる。この為、発光ダイオードチップの主発光面に存在
する電極と他側の半導体基板との間を流れる電流は、電
極真下において阻止されるが、その電流狭窄層に形成さ
れた溝部に集中して流れるように分布することになる。
つまり、電極真下では上記電流阻止層としての働きをな
すものである。
従って、溝部直上における活性層の電流密度がより増加
するため発光出力がより高くなる。
するため発光出力がより高くなる。
［実施例］ 以下本発明の実施例について述べる。
第１図は本発明のGaAlAsダブルヘテロ構造の発光ダイオ
ードの断面構造を示す。このLEDチップの寸法は、300μ
ｍ×300μｍで厚さは350μｍであり、次のようにして作
成する。
ードの断面構造を示す。このLEDチップの寸法は、300μ
ｍ×300μｍで厚さは350μｍであり、次のようにして作
成する。
まず、Zn（亜鉛）ドープによるキャリア濃度２×1019cm
-3のＰ型GaAs基板５上に、Te（テルル）をドープしてキ
ャリア濃度が３×1018cm-3のｎ型GaAsエピタキシャル層
を２μｍの厚さで、液相エピタキシャル法により成長さ
せる。このエピタキシャルウェハを、ホトリソグラフ工
程を用いて、直径150μｍの電流阻止層７を残すように
エッチングする。かくしてGaAs基板５上に直径150μｍ
の電流阻止層７が300μｍ間隔でます目状に並んでいる
ウェハを得る。
-3のＰ型GaAs基板５上に、Te（テルル）をドープしてキ
ャリア濃度が３×1018cm-3のｎ型GaAsエピタキシャル層
を２μｍの厚さで、液相エピタキシャル法により成長さ
せる。このエピタキシャルウェハを、ホトリソグラフ工
程を用いて、直径150μｍの電流阻止層７を残すように
エッチングする。かくしてGaAs基板５上に直径150μｍ
の電流阻止層７が300μｍ間隔でます目状に並んでいる
ウェハを得る。
次に、このエピタキシャルウェハの上に、液相エピタキ
シャル層を、GaAlAs層のダブルヘテロ構造のエピタキシ
ャルウェハになるように３層成長させる。第１層目は、
AlAs混晶比が0.65で厚さが25μｍのＰ型GaAlAs層４であ
る。第２層目は、AlAs混晶比が0.35で厚さが１μｍのｐ
型GaAlAs層３である。第３層目は、AlAs混晶比が0.65で
厚さが35μｍのｎ型GaAlAs層２である。
シャル層を、GaAlAs層のダブルヘテロ構造のエピタキシ
ャルウェハになるように３層成長させる。第１層目は、
AlAs混晶比が0.65で厚さが25μｍのＰ型GaAlAs層４であ
る。第２層目は、AlAs混晶比が0.35で厚さが１μｍのｐ
型GaAlAs層３である。第３層目は、AlAs混晶比が0.65で
厚さが35μｍのｎ型GaAlAs層２である。
次いで、このエピタキシャルウェハに、ｎ側電極１とｐ
側電極６を形成する。ｐ型GaAs基板５側のｐ型電極６
は、全面電極である。それに対してｎ型のGaAlAs層２の
上に形成するｎ型電極１は、基板５とｐ型クラッド層４
との界面にある円形の電流阻止層７に合わせて、その真
下に直径150μｍになるように加工する。
側電極６を形成する。ｐ型GaAs基板５側のｐ型電極６
は、全面電極である。それに対してｎ型のGaAlAs層２の
上に形成するｎ型電極１は、基板５とｐ型クラッド層４
との界面にある円形の電流阻止層７に合わせて、その真
下に直径150μｍになるように加工する。
このエピタキシャルウェハを用いて製作した発光ダイオ
ードの輝度は、従来の基板上に単に３層成長させたDH構
造LEDに比べ、およそ1.5〜2.0倍の値を得ることができ
た。
ードの輝度は、従来の基板上に単に３層成長させたDH構
造LEDに比べ、およそ1.5〜2.0倍の値を得ることができ
た。
上記実施例で述べた電流阻止層は、ｎ型電極に合わせ円
形であった。しかしｎ型電極が角形及び他の形であった
場合には、その形状に合わせることができる。また、そ
の寸法も同じであったが、電極の真下に流れないように
するのが目的であるから電流阻止層は、ｎ型電極に比べ
50μｍ程度大きくてもよく、また、50μｍ程小さくても
輝度を向上させる効果を生じさせることができる。
形であった。しかしｎ型電極が角形及び他の形であった
場合には、その形状に合わせることができる。また、そ
の寸法も同じであったが、電極の真下に流れないように
するのが目的であるから電流阻止層は、ｎ型電極に比べ
50μｍ程度大きくてもよく、また、50μｍ程小さくても
輝度を向上させる効果を生じさせることができる。
第２図は本発明の他の実施例におけるGaAlAsダブルヘテ
ロ構造の発光ダイオードの断面構造を示す。このLEDチ
ップの寸法は、350μｍ×350μｍ角のチップであり、次
のようにして作成する。
ロ構造の発光ダイオードの断面構造を示す。このLEDチ
ップの寸法は、350μｍ×350μｍ角のチップであり、次
のようにして作成する。
まず、Zn（亜鉛）ドープによる厚さ350μｍ、キャリア
濃度２×1019cm-3のｐ型GaAs基板５上に、Te（テルル）
をドープしてキャリア濃度３×1018cm-3のｎ型GaAsエピ
タキシャル層10を２μｍの厚さで、液相エピタキシャル
法により１層成長させる。このエピタキシャルウェハ
を、ホトリソグラフ工程を用いて、エピタキシャル層10
に溝９を形成するようにエッチングする。溝９の形状
は、外径260μｍ、内径250μｍのリング状で深さ３μｍ
である。かくしてGaAs基板５上に縦と横に350μｍ間隔
で溝９の形成されたエピタキシャルウェハが得られる。
濃度２×1019cm-3のｐ型GaAs基板５上に、Te（テルル）
をドープしてキャリア濃度３×1018cm-3のｎ型GaAsエピ
タキシャル層10を２μｍの厚さで、液相エピタキシャル
法により１層成長させる。このエピタキシャルウェハ
を、ホトリソグラフ工程を用いて、エピタキシャル層10
に溝９を形成するようにエッチングする。溝９の形状
は、外径260μｍ、内径250μｍのリング状で深さ３μｍ
である。かくしてGaAs基板５上に縦と横に350μｍ間隔
で溝９の形成されたエピタキシャルウェハが得られる。
次に、このエピタキシャルウェハの上に、液相エピタキ
シャル層を、GaAlAsのダブルヘテロ構造のエピタキシャ
ルウェハになるように３層成長させる。第１層目は、Al
As混晶比が0.75、膜厚が20μｍ、キャリア濃度が1.5×1
018cm-3のｐ型GaAlAsクラッド層４である。第２層目
は、AlAs混晶比が0.35、膜厚が１μｍ、キャリア濃度が
1.0×1018cm-3のｐ型GaAlAs活性層３である。第３層目
は、AlAs混晶比が0.65、厚さが50μm,表面キャリア濃度
が1.2×1018cm-3のｎ型GaAlAsクラッド層２である。
シャル層を、GaAlAsのダブルヘテロ構造のエピタキシャ
ルウェハになるように３層成長させる。第１層目は、Al
As混晶比が0.75、膜厚が20μｍ、キャリア濃度が1.5×1
018cm-3のｐ型GaAlAsクラッド層４である。第２層目
は、AlAs混晶比が0.35、膜厚が１μｍ、キャリア濃度が
1.0×1018cm-3のｐ型GaAlAs活性層３である。第３層目
は、AlAs混晶比が0.65、厚さが50μm,表面キャリア濃度
が1.2×1018cm-3のｎ型GaAlAsクラッド層２である。
次いで、このようにして成長させたエピタキシャルウェ
ハの表裏面にオーミック電極としてｎ側電極１及びｐ側
電極６を形成する。ｐ型GaAs基板５側のｐ側電極６は、
全面電極である。それに対してｎ型GaAlAsクラッド層２
の上に形成するｎ型電極１は、直径150μｍの円形電極
であり、基板５とｐ型クラッド層４との界面にある円形
の電流狭窄層８のリング状の溝９の中心と電極１の中心
とが略一致するように形成されなければならない。この
ようにして電極を形成したエピタキシャルウェハより35
0×350μｍ角のチップを製作する。
ハの表裏面にオーミック電極としてｎ側電極１及びｐ側
電極６を形成する。ｐ型GaAs基板５側のｐ側電極６は、
全面電極である。それに対してｎ型GaAlAsクラッド層２
の上に形成するｎ型電極１は、直径150μｍの円形電極
であり、基板５とｐ型クラッド層４との界面にある円形
の電流狭窄層８のリング状の溝９の中心と電極１の中心
とが略一致するように形成されなければならない。この
ようにして電極を形成したエピタキシャルウェハより35
0×350μｍ角のチップを製作する。
このエピタキシャルウェハを用いて製作した発光ダイオ
ードの輝度は、従来の基板上に単に３層成長させたDH構
造LEDに比べ、およそ1.5〜1.8倍の値を得ることができ
た。
ードの輝度は、従来の基板上に単に３層成長させたDH構
造LEDに比べ、およそ1.5〜1.8倍の値を得ることができ
た。
従来の発光ダイオード構造では電極直下でも発光してい
たが、本発明による発光ダイオードにあっては、第３図
に示すように、電流狭窄層８に形成された溝部９に電流
11が集中して流れるので、光12を有効に取り出せる。さ
らに、電流11が溝部９に集中するために、溝部９の真上
における活性層３の電流密度が増加するために発光出力
が高くなると考えられる。
たが、本発明による発光ダイオードにあっては、第３図
に示すように、電流狭窄層８に形成された溝部９に電流
11が集中して流れるので、光12を有効に取り出せる。さ
らに、電流11が溝部９に集中するために、溝部９の真上
における活性層３の電流密度が増加するために発光出力
が高くなると考えられる。
なお、電流狭窄層８に形成された溝９は、完全なリング
状でなくてもよく、表面電極端から略等距離であり、且
つ表面電極中心に対して点対称であればよい。例えば、
直径が10μｍ径の穴が、径φ250μｍ上に並んでいるよ
うな場合であっても同じ特性を発揮することができる。
状でなくてもよく、表面電極端から略等距離であり、且
つ表面電極中心に対して点対称であればよい。例えば、
直径が10μｍ径の穴が、径φ250μｍ上に並んでいるよ
うな場合であっても同じ特性を発揮することができる。
電流狭窄層を設けることにより発光ダイオードの出力を
高められる。更に、この構造のエピタキシャルウェハを
成長させれば、表面電極の位置合わせを除いて、今まで
の発光ダイオードの製造工程を変更しなくても済む。電
流狭窄層を設ける発光ダイオードは、これまでにも存在
していたが、チップサイズが大きくなり、チップ表面の
端部でボンディングする構造となっていた。
高められる。更に、この構造のエピタキシャルウェハを
成長させれば、表面電極の位置合わせを除いて、今まで
の発光ダイオードの製造工程を変更しなくても済む。電
流狭窄層を設ける発光ダイオードは、これまでにも存在
していたが、チップサイズが大きくなり、チップ表面の
端部でボンディングする構造となっていた。
また、GaAlAs厚膜等を使わずに高出力の発光ダイオード
を製作できるために、安価な製品となる。
を製作できるために、安価な製品となる。
［発明の効果］ 以上述べたように、本発明によれば、半導体基板とその
上のクラッド層との間において電極真下にほぼ同形の電
流阻止層を設けるだけで、従来のダブルヘテロ構造より
約1.7倍の輝度を得ることがでる。電流阻止層を形成す
る技術は、GaAlAsの基板を成長させる技術に比べ非常に
容易な技術である。従って、本発明によれば、低価格で
歩留りの高い高輝度のダブルヘテロ構造LEDを得ること
ができる。
上のクラッド層との間において電極真下にほぼ同形の電
流阻止層を設けるだけで、従来のダブルヘテロ構造より
約1.7倍の輝度を得ることがでる。電流阻止層を形成す
る技術は、GaAlAsの基板を成長させる技術に比べ非常に
容易な技術である。従って、本発明によれば、低価格で
歩留りの高い高輝度のダブルヘテロ構造LEDを得ること
ができる。
従来、電流狭窄層を用いた発光ダイオードは、通信用LE
Dなどとして多く見られるところであるから、本発明の
発光ダイオードは、その製造に必要となるボンディング
などの作業内容及び装置として、従来の表示用発光ダイ
オードのものをそのまま使用できるという長所がある。
Dなどとして多く見られるところであるから、本発明の
発光ダイオードは、その製造に必要となるボンディング
などの作業内容及び装置として、従来の表示用発光ダイ
オードのものをそのまま使用できるという長所がある。
また、半導体基板とその上のクラッド層との間において
溝部を有する電流狭窄層を設け、この電流狭窄層の溝部
に電流を集中させる構成の下では、溝部直上における活
性層の電流密度がより大きく増加し、この部分にて強力
に発光し外部に有効に取り出されることから、発光出力
がより高くなる、といった効果を奏する。
溝部を有する電流狭窄層を設け、この電流狭窄層の溝部
に電流を集中させる構成の下では、溝部直上における活
性層の電流密度がより大きく増加し、この部分にて強力
に発光し外部に有効に取り出されることから、発光出力
がより高くなる、といった効果を奏する。
第１図は本発明による電流阻止層付ダブルヘテロ構造の
発光ダイオードの実施例を示す図、第２図は本発明の請
求項２による電流狭窄層付ダブルヘテロ構造の発光ダイ
オードの実施例を示す図、第３図は第２図で示した実施
例での電子の流れと光りの放出方向を示す説明図、第４
図は従来のGaAlAs厚膜基板使用の高出力発光ダイオード
２を示す図、第５図は従来のダブルヘテロ構造の発光ダ
イオードを示す図、第６図は従来のダブルヘテロ構造の
発光ダイオードでの電子の流れと光りの放出方向を示す
説明図である。 図中、１はｎ側電極、２はｎ型GaAlAsクラッド層、３は
ｐ型GaAlAs活性層、４はｐ型GaAlAsクラッド層、５はｐ
型GaAs基板、７はｎ型電流阻止層、８は電流狭窄層、９
はリング状の溝部を示す。
発光ダイオードの実施例を示す図、第２図は本発明の請
求項２による電流狭窄層付ダブルヘテロ構造の発光ダイ
オードの実施例を示す図、第３図は第２図で示した実施
例での電子の流れと光りの放出方向を示す説明図、第４
図は従来のGaAlAs厚膜基板使用の高出力発光ダイオード
２を示す図、第５図は従来のダブルヘテロ構造の発光ダ
イオードを示す図、第６図は従来のダブルヘテロ構造の
発光ダイオードでの電子の流れと光りの放出方向を示す
説明図である。 図中、１はｎ側電極、２はｎ型GaAlAsクラッド層、３は
ｐ型GaAlAs活性層、４はｐ型GaAlAsクラッド層、５はｐ
型GaAs基板、７はｎ型電流阻止層、８は電流狭窄層、９
はリング状の溝部を示す。
Claims (2)
- 【請求項１】活性層をクラッド層で挾んだダブルヘテロ
構造を有する発光ダイオードチップ表面中央に電極を形
成し、その周囲又は側面から光を取り出す発光ダイオー
ドにおいて、一導電形の半導体基板とその上に成長させ
るクラッド層の間で、電極の真下に前記半導体基板とは
反対の導電形の半導体からなる電流阻止層を設けたこと
を特徴とする発光ダイオード。 - 【請求項２】活性層をクラッド層で挾んだダブルヘテロ
構造を有する発光ダイオードチップ表面中央に電極を形
成し、その周囲又は側面から光を取り出す発光ダイオー
ドにおいて、一導電形の半導体基板とその上に成長させ
るクラッド層との間に、上記電極と中心が略一致し且つ
上記電極の径より大きな径のリング状の溝部を有すと共
に上記半導体基板とは反対の導電形の半導体からなる電
流狭窄層を設けたことを特徴とする請求項１の発光ダイ
オード。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19204888A JPH0682862B2 (ja) | 1988-01-29 | 1988-08-02 | 発光ダイオード |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63-19474 | 1988-01-29 | ||
| JP1947488 | 1988-01-29 | ||
| JP19204888A JPH0682862B2 (ja) | 1988-01-29 | 1988-08-02 | 発光ダイオード |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01295469A JPH01295469A (ja) | 1989-11-29 |
| JPH0682862B2 true JPH0682862B2 (ja) | 1994-10-19 |
Family
ID=26356305
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19204888A Expired - Lifetime JPH0682862B2 (ja) | 1988-01-29 | 1988-08-02 | 発光ダイオード |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0682862B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011187872A (ja) * | 2010-03-11 | 2011-09-22 | Toshiba Corp | 半導体発光素子 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7795623B2 (en) * | 2004-06-30 | 2010-09-14 | Cree, Inc. | Light emitting devices having current reducing structures and methods of forming light emitting devices having current reducing structures |
| US7335920B2 (en) * | 2005-01-24 | 2008-02-26 | Cree, Inc. | LED with current confinement structure and surface roughening |
| WO2009134095A2 (ko) | 2008-04-30 | 2009-11-05 | 엘지이노텍주식회사 | 발광 소자 및 그 제조방법 |
| KR100986461B1 (ko) | 2008-05-08 | 2010-10-08 | 엘지이노텍 주식회사 | 발광 소자 및 그 제조방법 |
-
1988
- 1988-08-02 JP JP19204888A patent/JPH0682862B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011187872A (ja) * | 2010-03-11 | 2011-09-22 | Toshiba Corp | 半導体発光素子 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01295469A (ja) | 1989-11-29 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
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