JPH07176788A - Light emitting diode - Google Patents

Light emitting diode

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JPH07176788A
JPH07176788A JP5318393A JP31839393A JPH07176788A JP H07176788 A JPH07176788 A JP H07176788A JP 5318393 A JP5318393 A JP 5318393A JP 31839393 A JP31839393 A JP 31839393A JP H07176788 A JPH07176788 A JP H07176788A
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JP
Japan
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layer
conductivity type
contact layer
light emitting
dbr
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JP5318393A
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Japanese (ja)
Inventor
Takanao Kurahashi
孝尚 倉橋
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Abstract

PURPOSE:To provide a light emitting diode that can be prepared by one cycle of epitaxial growth, wherein resistance will not be increased and a high quality DBR is obtained even if the DBR is formed between a GaAs substrate and a lower cladding layer, and wherein external projection efficiency will be improved by reducing luminescence under an electrode. CONSTITUTION:A DBR (Distributed Bragg Reflector) 2 is formed on a GaAs substrate 1, and a contact layer 10 of a first conductivity type, a lower cladding layer 3 of the first conductivity type, an undoped active layer 4, an upper cladding layer of a second conductivity type and a contact layer 5 of the second conductivity type, are formed on the DBR 2 in this order. The layers in the DBR 2 are undoped. Or, only several upper layers are of the first conductivity type. The layers above the contact layer 10 of the first conductivity type are formed in a way that the periphery of the contact layer 10 of the first conductivity type is exposed. An electrode 9 of the first conductivity type is formed on the exposed portion.

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、発光ダイオードに関
し、特にGaAs基板上にDBRが形成され、GaAs
基板が吸収基板となるような材料から発光層が形成され
る発光ダイオードにおいて、低抵抗で外部出射効率が高
く、1回のエピタキシャル成長で作製できる発光ダイオ
ードに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light emitting diode, and more particularly to a GaAs substrate on which a DBR is formed.
The present invention relates to a light emitting diode in which a light emitting layer is formed of a material whose substrate serves as an absorption substrate, has low resistance, high external emission efficiency, and can be manufactured by one epitaxial growth.

【0002】[0002]

【従来の技術】上述のGaAs基板が吸収基板となるよ
うな発光波長の発光ダイオードにおいて、より高輝度な
発光を得るためには、発光層からGaAs基板の方向へ
向かう光を何等かの方法でもう一度発光層の方へ戻して
やる方法が有効である。
2. Description of the Related Art In a light emitting diode having an emission wavelength such that the GaAs substrate serves as an absorption substrate, in order to obtain higher brightness light emission, the light traveling from the light emitting layer toward the GaAs substrate is somehow processed. It is effective to return it to the light emitting layer again.

【0003】一般に、AlGaInP系の材料を発光層
とする発光ダイオードでは、Al混晶比が大きくなるほ
ど発光効率が低くなる。このため、図7に示すように、
AlGaInP下クラッド層33とGaAs基板31と
の間にDBR(DistributedBragg Reglector)32を設
け、外部出射効率を高くすることが行われている。尚、
この図7において、34はAlGaInP活性層、35
はAlGaInP上クラッド層、36はAlGaAs電
流拡散層、37はGaAsコンタクト層、38および3
9は電極を示す。
Generally, in a light emitting diode using an AlGaInP-based material as a light emitting layer, the luminous efficiency decreases as the Al mixed crystal ratio increases. Therefore, as shown in FIG.
A DBR (Distributed Bragg Reglector) 32 is provided between the AlGaInP lower cladding layer 33 and the GaAs substrate 31 to increase the external emission efficiency. still,
In FIG. 7, 34 is an AlGaInP active layer, and 35 is
Is an AlGaInP upper cladding layer, 36 is an AlGaAs current diffusion layer, 37 is a GaAs contact layer, and 38 and 3
Reference numeral 9 represents an electrode.

【0004】また、発光層から光が出射される表面層ま
での距離が発光領域に比べて小さい場合には、電極の下
で発生した光は電極により出射が妨げられる。このた
め、図8に示すように、電極49の下方に当たるAlG
aInP上クラッド層45の上の部分に電流阻止層50
を設け、電極49下での発光を減少させて外部出射効率
を高くすることが行われている。尚、この図8におい
て、41はGaAs基板、42はDBR、43はAlG
aInP下クラッド層、44はAlGaInP活性層、
46は電流拡散層、47はGaAsコンタクト層、48
および49は電極を示す。
When the distance from the light emitting layer to the surface layer from which light is emitted is smaller than that in the light emitting region, the light generated under the electrode is prevented from being emitted by the electrode. For this reason, as shown in FIG.
A current blocking layer 50 is formed on the portion above the aInP upper cladding layer 45.
Is provided to reduce the light emission under the electrode 49 and increase the external emission efficiency. In FIG. 8, 41 is a GaAs substrate, 42 is DBR, and 43 is AlG.
aInP lower clad layer, 44 is an AlGaInP active layer,
46 is a current diffusion layer, 47 is a GaAs contact layer, 48
And 49 denote electrodes.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上述のDBRを下クラ
ッド層とGaAs基板との間に設ける方法では、DBR
としてAlAs、AlInP等の低屈折率材料を用いる
のが有利である。しかし、これらの材料はバンドギャッ
プエネルギーが大きく、GaAs基板とのヘテロ接合部
でのバンド不連続のため、DBRを設けない場合と比べ
て高抵抗な発光ダイオードとなってしまう。抵抗を低く
するためには、DBRの不純物ドーピング濃度を高くす
る必要があるが、その場合、結晶性の良い半導体層を得
るのが困難となり、高品質なDBRが得られないので発
光ダイオードの特性劣化の原因となる。
DISCLOSURE OF THE INVENTION Problems to be Solved by the Invention In the method of providing the above-mentioned DBR between the lower cladding layer and the GaAs substrate, the DBR is
It is advantageous to use a low refractive index material such as AlAs or AlInP. However, these materials have large bandgap energy and band discontinuity at the heterojunction portion with the GaAs substrate, resulting in a light emitting diode having a higher resistance than in the case where the DBR is not provided. In order to reduce the resistance, it is necessary to increase the impurity doping concentration of the DBR, but in that case, it is difficult to obtain a semiconductor layer with good crystallinity, and a high quality DBR cannot be obtained, so that the characteristics of the light emitting diode are reduced. It causes deterioration.

【0006】また、上述の電流阻止層を電極の下方に当
たる上クラッド層の上の部分に設ける方法では、電流阻
止層を成長させた後で成長を中断させることが必要であ
る。このため、2回の半導体層成長が必要となって素子
作製工程が繁雑となる。
Further, in the method of providing the above-mentioned current blocking layer in the portion above the upper cladding layer which is below the electrode, it is necessary to stop the growth after growing the current blocking layer. Therefore, it is necessary to grow the semiconductor layer twice, and the device manufacturing process becomes complicated.

【0007】本発明は上記従来の問題点を解決するため
になされたものであり、DBRをGaAs基板と下クラ
ッド層との間に設けても高抵抗とならず、高品質なDB
Rが得られ、かつ電極下での発光を減少させて外部出射
効率を高くすることができ、1回のエピタキシャル成長
で作製することができる発光ダイオードを提供すること
を目的とする。
The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems. Even if the DBR is provided between the GaAs substrate and the lower cladding layer, the resistance is not high and the DBR is of high quality.
It is an object of the present invention to provide a light emitting diode that can obtain R, can reduce the light emission under the electrode, can enhance the external emission efficiency, and can be manufactured by a single epitaxial growth.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明の発光ダイオード
は、GaAs基板上にDBR(Distributed Bragg Refl
ector)が形成され、該DBRの上に、第1導電型のコ
ンタクト層、第1導電型の下クラッド層、アンドープの
活性層、第2導電型の上クラッド層および第2導電型の
コンタクト層がこの順に積層形成された発光ダイオード
において、該DBRが、アンドープの複数層からなる構
成か、または上部の数層のみが第1導電型であり、他の
層がアンドープである構成となっており、該第1導電型
のコンタクト層より上の各層が、該第1導電型の周辺部
を露出して形成され、該第1導電型のコンタクト層の露
出部の上に第1導電型の電極が形成されていると共に、
該第2導電型のコンタクト層の上に第2導電型の電極が
形成されているので、そのことにより上記目的が達成さ
れる。
The light emitting diode of the present invention comprises a DBR (Distributed Bragg Reflective) on a GaAs substrate.
and a first conductive type contact layer, a first conductive type lower clad layer, an undoped active layer, a second conductive type upper clad layer, and a second conductive type contact layer are formed on the DBR. In the light-emitting diode laminated in this order, the DBR has a structure composed of a plurality of undoped layers, or only the upper few layers have the first conductivity type and the other layers have an undoped structure. , Each layer above the contact layer of the first conductivity type is formed by exposing a peripheral portion of the contact layer of the first conductivity type, and an electrode of the first conductivity type is formed on the exposed portion of the contact layer of the first conductivity type. Is formed,
Since the second conductivity type electrode is formed on the second conductivity type contact layer, the above object is achieved thereby.

【0009】この発光ダイオードにおいて、前記第1導
電型のコンタクト層のバンドギャップエネルギーが、前
記活性層のバンドギャップエネルギーよりも大きく、か
つ前記下クラッド層のバンドギャップエネルギーよりも
小さい構成としてもよい。また、前記第1導電型のコン
タクト層の不純物濃度が、前記下クラッド層の不純物濃
度よりも高い構成としてもよい。また、前記第2導電型
の上クラッド層と第2導電型のコンタクト層との間に、
第2導電型の電流拡散層が形成されていてもよい。
In this light emitting diode, the band gap energy of the contact layer of the first conductivity type may be larger than the band gap energy of the active layer and smaller than the band gap energy of the lower cladding layer. Further, the impurity concentration of the first conductivity type contact layer may be higher than the impurity concentration of the lower cladding layer. Further, between the second conductive type upper clad layer and the second conductive type contact layer,
A second conductivity type current diffusion layer may be formed.

【0010】[0010]

【作用】本発明においては、第1導電型のコンタクト層
より上の各層が、第1導電型のコンタクト層の周辺部を
露出して形成され、その露出部の上に第1導電型の電極
が形成されている。このため、GaAs基板とDBRと
のヘテロ接合部に電流が流れず、DBRを設けても抵抗
が高くなることがない。また、第2導電型の電極から斜
め下(チップ周辺部)の方向に流れる電流の割合が大き
くなるので、電極下での発光の割合を低減できる。この
ため、電流阻止層を設ける必要がなく、1回のエピタキ
シャル成長で作製することができる。
In the present invention, each layer above the contact layer of the first conductivity type is formed by exposing the peripheral portion of the contact layer of the first conductivity type, and the electrode of the first conductivity type is formed on the exposed portion. Are formed. Therefore, no current flows in the heterojunction between the GaAs substrate and the DBR, and the resistance does not increase even if the DBR is provided. Further, since the ratio of the current flowing obliquely downward (the peripheral portion of the chip) from the second conductivity type electrode increases, the ratio of light emission under the electrode can be reduced. Therefore, it is not necessary to provide a current blocking layer, and it can be manufactured by a single epitaxial growth.

【0011】また、DBRの各層をアンドープとし、ま
たは上部の数層のみを第1導電型としているので、容易
にDBRの各層の結晶性を良好にすることができ、高品
質なDBRを得ることができる。
Further, since each layer of the DBR is undoped or only some of the upper layers are of the first conductivity type, the crystallinity of each layer of the DBR can be easily improved and a high quality DBR can be obtained. You can

【0012】第1導電型のコンタクト層のバンドギャッ
プエネルギーは、活性層のバンドギャップエネルギーよ
りも大きく、かつ下クラッド層のバンドギャップエネル
ギーよりも小さくされていてもよい。または、第1導電
型のコンタクト層の不純物濃度が、下クラッド層の不純
物濃度よりも高くされていてもよい。このようにするこ
とにより、光がコンタクト層で吸収されることなく良好
なオーミックコンタクトがとり易くなる。
The band gap energy of the first conductivity type contact layer may be larger than the band gap energy of the active layer and smaller than the band gap energy of the lower cladding layer. Alternatively, the impurity concentration of the first conductivity type contact layer may be higher than the impurity concentration of the lower cladding layer. By doing so, good ohmic contact is easily made without light being absorbed by the contact layer.

【0013】第2導電型の上クラッド層と第2導電型の
コンタクト層との間に、第2導電型の電流拡散層が形成
されていてもよい。このようにすることにより、電極に
より妨げられ外部に取り出すことのできない光を減少さ
せることができる。
A second conductivity type current diffusion layer may be formed between the second conductivity type upper clad layer and the second conductivity type contact layer. By doing so, it is possible to reduce light that is blocked by the electrodes and cannot be extracted to the outside.

【0014】[0014]

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0015】(実施例1)図1は、実施例1の発光ダイ
オードを示す断面図であり、図2はその製造工程を説明
するための断面図である。この発光ダイオードは、Al
GaInP系材料を発光層とするものである。
(Embodiment 1) FIG. 1 is a sectional view showing a light emitting diode of Embodiment 1, and FIG. 2 is a sectional view for explaining a manufacturing process thereof. This light emitting diode is
A GaInP-based material is used as the light emitting layer.

【0016】図1に示すように、GaAs基板1上に、
各層をアンドープとしたAlAs/Al0.7Ga0.3As
が20対積層されてDBR2となっている。その上に厚
み1μmのn型(Al0.45Ga0.550.5In0.5Pコン
タクト層10、厚み1μmのn型(Al0.6Ga0.4
0.5In0.5P下クラッド層3、厚み0.6μmのアンド
ープ(Al0.3Ga0.70.5In0.5P活性層4、厚み2
μmのp型(Al0.6Ga0.40.5In0.5P上クラッド
層5、厚み7μmのp型Al0.7Ga0.3As電流拡散層
6および厚み1μmのp型GaAsコンタクト層7が積
層形成されている。n型コンタクト層10よりも上の各
層は周辺部が除去されて、n型コンタクト層10が露出
している。n型コンタクト層10の露出部上にはNi/
AuGe/Auからなるn型電極9が形成され、p型コ
ンタクト層7の上にはAu/AuZn/Auからなるp
型電極8が形成されている。
As shown in FIG. 1, on a GaAs substrate 1,
AlAs / Al 0.7 Ga 0.3 As with each layer undoped
20 pairs are laminated to form DBR2. An n-type (Al 0.45 Ga 0.55 ) 0.5 In 0.5 P contact layer 10 having a thickness of 1 μm and an n-type (Al 0.6 Ga 0.4 ) having a thickness of 1 μm are formed on the contact layer 10.
0.5 In 0.5 P lower clad layer 3, 0.6 μm thick undoped (Al 0.3 Ga 0.7 ) 0.5 In 0.5 P active layer 4, thickness 2
A p-type (Al 0.6 Ga 0.4 ) 0.5 In 0.5 P upper cladding layer 5 having a thickness of 7 μm, a p-type Al 0.7 Ga 0.3 As current diffusion layer 6 having a thickness of 7 μm, and a p-type GaAs contact layer 7 having a thickness of 1 μm are laminated. The peripheral portion of each layer above the n-type contact layer 10 is removed to expose the n-type contact layer 10. Ni / on the exposed portion of the n-type contact layer 10.
An n-type electrode 9 made of AuGe / Au is formed, and p made of Au / AuZn / Au is formed on the p-type contact layer 7.
The mold electrode 8 is formed.

【0017】この発光ダイオードは、以下のようにし
て、1回の成長工程で作製することができる。
This light emitting diode can be manufactured in a single growth step as follows.

【0018】まず、図2に示すように、GaAs基板1
上に、各層をアンドープとしたAlAs/Al0.7Ga
0.3Asを20対積層してDBR2を形成し、その上に
n型コンタクト層10、n型下クラッド層3、アンドー
プ活性層4、p型上クラッド層5、p型電流拡散層6お
よびp型コンタクト層7を順次積層形成する。この実施
例では、各層をMOCVD(有機金属気相成長)法で形
成した。
First, as shown in FIG. 2, a GaAs substrate 1
AlAs / Al 0.7 Ga with each layer undoped
DBR2 is formed by stacking 20 pairs of 0.3 As, on which n-type contact layer 10, n-type lower clad layer 3, undoped active layer 4, p-type upper clad layer 5, p-type current diffusion layer 6 and p-type are formed. The contact layer 7 is sequentially laminated. In this example, each layer was formed by MOCVD (metal organic chemical vapor deposition).

【0019】その後、フォトリソグラフィー、硫酸系エ
ッチャントおよび熱リン酸による化学エッチング等によ
り、n型コンタクト層10よりも上の各層の周辺部(図
2に斜線部60で示した部分)を除去し、n型コンタク
ト層10を露出させる。このn型コンタクト層10の露
出部上にn型電極9を形成し、p型コンタクト層7の残
った部分上にp型電極8を形成する。
Thereafter, by photolithography, chemical etching with a sulfuric acid-based etchant and hot phosphoric acid, etc., the peripheral portion of each layer above the n-type contact layer 10 (the portion indicated by the hatched portion 60 in FIG. 2) is removed, The n-type contact layer 10 is exposed. The n-type electrode 9 is formed on the exposed portion of the n-type contact layer 10, and the p-type electrode 8 is formed on the remaining portion of the p-type contact layer 7.

【0020】このようにして得られる本実施例の発光ダ
イオードにおいては、GaAs基板1とDBR2とのヘ
テロ接合部を電流が流れないので、従来のDBRを備え
た発光ダイオード(図7に示したもの)に比べて低抵抗
とすることができた。DBR2の各層をアンドープとし
ているので高品質なDBRが得られ、また、p型電極8
から斜め下方向に流れる電流割合が多くなるので、従来
の発光ダイオードよりも1.5倍〜2倍程度に外部出射
効率を高くすることができた。
In the light emitting diode of this embodiment thus obtained, no current flows through the heterojunction between the GaAs substrate 1 and the DBR 2, so that the light emitting diode with the conventional DBR (shown in FIG. 7) is used. ) Was able to be low resistance compared with. Since each layer of DBR2 is undoped, a high quality DBR can be obtained, and p-type electrode 8
Since the ratio of the current flowing in the obliquely downward direction is increased, the external emission efficiency can be increased to about 1.5 to 2 times that of the conventional light emitting diode.

【0021】(実施例2)図3は、実施例2の発光ダイ
オードを示す断面図であり、図4はその製造工程を説明
するための断面図である。この発光ダイオードは、Al
GaInP系材料を発光層とするものである。
(Embodiment 2) FIG. 3 is a sectional view showing a light emitting diode of Embodiment 2, and FIG. 4 is a sectional view for explaining the manufacturing process thereof. This light emitting diode is
A GaInP-based material is used as the light emitting layer.

【0022】図3に示すように、GaAs基板11上
に、各層をアンドープとしたAlAs/Al0.7Ga0.3
Asが20対積層されてDBR12となっている。その
上に厚み2μmのp型(Al0.45Ga0.550.5In0.5
Pコンタクト層20、厚み2μmのp型(Al0.6Ga
0.40.5In0.5P下クラッド層13、厚み0.6μm
のアンドープ(Al0.3Ga0.70.5In0.5P活性層1
4、厚み7μmのn型(Al0.6Ga0.40.5In0.5
上クラッド層15および厚み1μmのn型GaAsコン
タクト層17が積層形成されている。p型コンタクト層
20よりも上の各層は周辺部が除去されて、p型コンタ
クト層20が露出している。p型コンタクト層20の露
出部上にはAu/AuZn/Auからなるp型電極19
が形成され、n型コンタクト層17の上にはNi/Au
Ge/Auからなるn型電極18が形成されている。
As shown in FIG. 3, AlAs / Al 0.7 Ga 0.3 with each layer undoped on the GaAs substrate 11.
20 pairs of As are stacked to form the DBR 12. On top of that, p-type (Al 0.45 Ga 0.55 ) 0.5 In 0.5 with a thickness of 2 μm
P contact layer 20, 2 μm thick p-type (Al 0.6 Ga
0.4 ) 0.5 In 0.5 P Lower cladding layer 13, thickness 0.6 μm
Undoped (Al 0.3 Ga 0.7 ) 0.5 In 0.5 P active layer 1
4, n-type (Al 0.6 Ga 0.4 ) 0.5 In 0.5 P with a thickness of 7 μm
An upper clad layer 15 and an n-type GaAs contact layer 17 having a thickness of 1 μm are laminated. The peripheral portion of each layer above the p-type contact layer 20 is removed, and the p-type contact layer 20 is exposed. On the exposed part of the p-type contact layer 20, a p-type electrode 19 made of Au / AuZn / Au is formed.
Are formed, and Ni / Au is formed on the n-type contact layer 17.
An n-type electrode 18 made of Ge / Au is formed.

【0023】この発光ダイオードは、以下のようにし
て、1回の成長工程で作製することができる。
This light emitting diode can be manufactured in one growth step as follows.

【0024】まず、図4に示すように、GaAs基板1
1上に、各層をアンドープとしたAlAs/Al0.7
0.3Asを20対積層してDBR12を形成し、その
上にp型コンタクト層20、p型下クラッド層13、ア
ンドープ活性層14、n型上クラッド層15およびn型
コンタクト層17を順次積層形成する。この実施例で
は、各層をMOCVD法で形成した。
First, as shown in FIG. 4, a GaAs substrate 1
1 on top of which AlAs / Al 0.7 G with each layer undoped
20 pairs of a 0.3 As are laminated to form the DBR 12, on which the p-type contact layer 20, the p-type lower clad layer 13, the undoped active layer 14, the n-type upper clad layer 15 and the n-type contact layer 17 are sequentially laminated. Form. In this example, each layer was formed by MOCVD.

【0025】その後、フォトリソグラフィー、硫酸系エ
ッチャントおよび熱リン酸による化学エッチング等によ
り、p型コンタクト層20よりも上の各層の周辺部(図
4に斜線部70で示した部分)を除去し、p型コンタク
ト層20を露出させる。このp型コンタクト層20の露
出部上にp型電極19を形成し、n型コンタクト層17
の残った部分上にn型電極18を形成する。
Thereafter, by photolithography, chemical etching with sulfuric acid-based etchant and hot phosphoric acid, and the like, peripheral portions of each layer above the p-type contact layer 20 (portions indicated by hatched portions 70 in FIG. 4) are removed, The p-type contact layer 20 is exposed. A p-type electrode 19 is formed on the exposed portion of the p-type contact layer 20, and the n-type contact layer 17 is formed.
An n-type electrode 18 is formed on the remaining portion of the.

【0026】このようにして得られる本実施例の発光ダ
イオードにおいては、n型(Al0. 6Ga0.40.5In
0.5P上クラッド層15の抵抗率がp型(Al0.6Ga
0.40. 5In0.5P下クラッド層13の約1/40であ
り、p型Al0.7Ga0.3As層と同程度である。このた
め、n型上クラッド層15を7μmと厚膜にすることに
より、電流拡散層として機能させることができる。
[0026] In the light emitting diode of the present embodiment thus obtained is, n-type (Al 0. 6 Ga 0.4) 0.5 In
The resistivity of the 0.5 P upper cladding layer 15 is p-type (Al 0.6 Ga).
0.4) about 1/40 of 0. 5 In 0.5 P lower cladding layer 13, about the same as the p-type Al 0.7 Ga 0.3 As layer. Therefore, by making the n-type upper cladding layer 15 as thick as 7 μm, it can function as a current diffusion layer.

【0027】また、GaAs基板11とDBR12との
ヘテロ接合部を電流が流れないので、従来のDBRを備
えた発光ダイオード(図7に示したもの)に比べて低抵
抗とすることができた。DBR12の各層をアンドープ
としているので高品質なDBRが得られ、また、n型電
極18から斜め下方向に流れる電流割合が多くなるの
で、従来の発光ダイオードよりも2倍〜2.5倍程度に
外部出射効率を高くすることができた。
Further, since no current flows through the heterojunction between the GaAs substrate 11 and the DBR 12, the resistance can be made lower than that of the conventional light emitting diode having the DBR (shown in FIG. 7). Since each layer of the DBR 12 is undoped, a high-quality DBR can be obtained, and since the proportion of the current flowing diagonally downward from the n-type electrode 18 is large, it is about 2 to 2.5 times that of the conventional light emitting diode. The external emission efficiency could be increased.

【0028】(実施例3)図5は、実施例3の発光ダイ
オードを示す断面図であり、図6はその製造工程を説明
するための断面図である。この発光ダイオードは、Al
GaAs系材料を発光層とするものである。
Example 3 FIG. 5 is a sectional view showing a light emitting diode of Example 3, and FIG. 6 is a sectional view for explaining the manufacturing process thereof. This light emitting diode is
The GaAs material is used as the light emitting layer.

【0029】図5に示すように、GaAs基板21上
に、各層をアンドープとしたAlAs/Al0.5Ga0.5
Asが20対積層されてDBR22となっている。その
上に厚み1μmのn型Al0.5Ga0.5Asコンタクト層
30、厚み1μmのn型Al0. 7Ga0.3As下クラッド
層23、厚み0.6μmのアンドープ(Al0.35Ga0.
65As活性層24、厚み7μmのp型Al0.7Ga0.3
s上クラッド層25および厚み1μmのp型GaAsコ
ンタクト層27が積層形成されている。n型コンタクト
層30よりも上の各層は周辺部が除去されて、n型コン
タクト層30が露出している。n型コンタクト層30の
露出部上にはNi/AuGe/Auからなるn型電極2
9が形成され、p型コンタクト層27の上にはAu/A
uZn/Auからなるp型電極28が形成されている。
As shown in FIG. 5, AlAs / Al 0.5 Ga 0.5 with each layer undoped on the GaAs substrate 21.
20 pairs of As are stacked to form a DBR 22. Moreover n-type Al 0.5 Ga 0.5 As contact layer 30 having a thickness of 1 [mu] m, the thickness 1 [mu] m n-type Al 0. 7 Ga 0.3 As lower cladding layer 23, the thickness 0.6μm undoped (Al 0.35 Ga 0.
65 As active layer 24, 7 μm thick p-type Al 0.7 Ga 0.3 A
An upper cladding layer 25 and a p-type GaAs contact layer 27 having a thickness of 1 μm are laminated. The peripheral portion of each layer above the n-type contact layer 30 is removed to expose the n-type contact layer 30. An n-type electrode 2 made of Ni / AuGe / Au is formed on the exposed portion of the n-type contact layer 30.
9 is formed, and Au / A is formed on the p-type contact layer 27.
A p-type electrode 28 made of uZn / Au is formed.

【0030】この発光ダイオードは、以下のようにし
て、1回の成長工程で作製することができる。
This light emitting diode can be manufactured in one growth step as follows.

【0031】まず、図6に示すように、GaAs基板2
1上に、各層をアンドープとしたAlAs/Al0.5
0.5Asを20対積層してDBR22を形成し、その
上にn型コンタクト層30、n型下クラッド層23、ア
ンドープ活性層24、p型上クラッド層25およびp型
コンタクト層27を順次積層形成する。この実施例で
は、各層をMOCVD法で形成した。
First, as shown in FIG. 6, the GaAs substrate 2
1 on top of which AlAs / Al 0.5 G with each layer undoped
20 pairs of a 0.5 As are laminated to form the DBR 22, and the n-type contact layer 30, the n-type lower clad layer 23, the undoped active layer 24, the p-type upper clad layer 25 and the p-type contact layer 27 are sequentially laminated thereon. Form. In this example, each layer was formed by MOCVD.

【0032】その後、フォトリソグラフィー、硫酸系エ
ッチャントおよび熱リン酸による化学エッチング等によ
り、n型コンタクト層30よりも上の各層の周辺部(図
6に斜線部80で示した部分)を除去し、n型コンタク
ト層30を露出させる。このn型コンタクト層30の露
出部上にn型電極29を形成し、p型コンタクト層27
の残った部分上にp型電極28を形成する。
Thereafter, by photolithography, chemical etching with a sulfuric acid-based etchant and hot phosphoric acid, etc., the peripheral portion of each layer above the n-type contact layer 30 (the portion indicated by the shaded portion 80 in FIG. 6) is removed, The n-type contact layer 30 is exposed. An n-type electrode 29 is formed on the exposed portion of the n-type contact layer 30, and the p-type contact layer 27 is formed.
A p-type electrode 28 is formed on the remaining portion of the.

【0033】このようにして得られる本実施例の発光ダ
イオードにおいては、p型Al0.7Ga0.3As上クラッ
ド層25を7μmと厚膜にすることにより、電流拡散層
として機能させることができる。
In the light emitting diode of this embodiment thus obtained, the p-type Al 0.7 Ga 0.3 As upper cladding layer 25 can be made to function as a current diffusion layer by forming a thick film of 7 μm.

【0034】また、GaAs基板21とDBR22との
ヘテロ接合部を電流が流れないので、従来のDBRを備
えた発光ダイオード(図7に示したもの)に比べて低抵
抗とすることができた。DBR22の各層をアンドープ
としているので高品質なDBRが得られ、また、p型電
極28から斜め下方向に流れる電流割合が多くなるの
で、従来の発光ダイオードよりも1.5倍〜2倍程度に
外部出射効率を高くすることができた。
Further, since no current flows through the heterojunction between the GaAs substrate 21 and the DBR 22, the resistance can be made lower than that of the conventional light emitting diode having a DBR (shown in FIG. 7). Since each layer of the DBR 22 is undoped, a high-quality DBR can be obtained, and since the proportion of the current flowing obliquely downward from the p-type electrode 28 is large, it is about 1.5 to 2 times that of the conventional light emitting diode. The external emission efficiency could be increased.

【0035】上記実施例においては、DBR2、12、
22の各層をアンドープとしたが、上部の数層のみを第
1導電型としてもよい。
In the above embodiment, DBRs 2, 12,
Although each layer of 22 is undoped, only the upper few layers may be of the first conductivity type.

【0036】また、第1導電型のコンタクト層10、2
0、30のバンドギャップエネルギーを、活性層4、1
4、24のバンドギャップエネルギーよりも大きく、か
つ下クラッド層3、13、23のバンドギャップエネル
ギーよりも小さくしたが、第1導電型のコンタクト層1
0、20、30の不純物濃度20を下クラッド層3、1
3、23の不純物濃度よりも高くしてもよい。
The contact layers 10 and 2 of the first conductivity type are also provided.
The band gap energies of 0 and 30 are set to the active layers 4 and 1,
Although the band gap energy of the first and second clad layers 4 and 24 is smaller than that of the lower cladding layers 3, 13, and 23, the contact layer 1 of the first conductivity type
The impurity concentration 20 of 0, 20, 30 is set to the lower cladding layer 3, 1,
It may be higher than the impurity concentrations of 3 and 23.

【0037】発光層の材料は、GaAs基板を吸収基板
とするような材料であれば、いずれも用いることがで
き、成長層の混晶比も適宜選択することができる。
As the material of the light emitting layer, any material can be used as long as it is a material that uses a GaAs substrate as an absorption substrate, and the mixed crystal ratio of the growth layer can be appropriately selected.

【0038】成長方法は、MOCVD法の他に、LPE
(液相成長)法、MBE(分子線成長)法等の成長法を
用いてもよい。
As the growth method, in addition to the MOCVD method, LPE is used.
A growth method such as a (liquid phase growth) method or an MBE (molecular beam growth) method may be used.

【0039】[0039]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、GaAs基板を吸収基板とするような材料を
発光層とする発光ダイオードにおいて、高品質なDBR
を得ることができ、かつ、DBRを備えても低抵抗にす
ることができる。また、電極下での発光を減少させて外
部出射効率を高くすることができ、さらに、1回の成長
工程で容易に製造することができる。
As is apparent from the above description, according to the present invention, a high quality DBR is used in a light emitting diode having a light emitting layer made of a material having a GaAs substrate as an absorption substrate.
Can be obtained, and low resistance can be achieved even if the DBR is provided. Further, it is possible to reduce the light emission under the electrode to increase the external emission efficiency, and further, it is possible to easily manufacture the film in one growth step.

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

【図1】実施例1の発光ダイオードを示す断面図であ
る。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a light emitting diode of Example 1.

【図2】実施例1の発光ダイオードの製造工程を示す断
面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the light emitting diode of Example 1.

【図3】実施例2の発光ダイオードを示す断面図であ
る。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a light emitting diode of Example 2.

【図4】実施例2の発光ダイオードの製造工程を示す断
面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the light-emitting diode of Example 2.

【図5】実施例3の発光ダイオードを示す断面図であ
る。
5 is a sectional view showing a light emitting diode of Example 3. FIG.

【図6】実施例3の発光ダイオードの製造工程を示す断
面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the light-emitting diode of Example 3.

【図7】従来の発光ダイオードを示す断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view showing a conventional light emitting diode.

【図8】従来の発光ダイオードを示す断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view showing a conventional light emitting diode.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、11、21、31、41 GaAs基板 2、12、22、32、42 DBR 3、13、23、33、43 第1導電型の下クラッド
層 4、14、24、34、44 アンドープ活性層 5、15、25、35、45 第2導電型の上クラッド
層 6、36、46 電流拡散層 7、17、27、37、47 第2導電型のコンタクト
層 8、18、28、38、48 第2導電型の電極 9、19、29、39、49 第1導電型の電極 50 電流阻止層 60、70、80 除去される部分 10、20、30 第1導電型のコンタクト層
1, 11, 21, 31, 41 GaAs substrate 2, 12, 22, 32, 42 DBR 3, 13, 23, 33, 43 First conductivity type lower cladding layer 4, 14, 24, 34, 44 Undoped active layer 5, 15, 25, 35, 45 Second conductive type upper clad layer 6, 36, 46 Current spreading layer 7, 17, 27, 37, 47 Second conductive type contact layer 8, 18, 28, 38, 48 Second conductivity type electrode 9, 19, 29, 39, 49 First conductivity type electrode 50 Current blocking layer 60, 70, 80 Removed portion 10, 20, 30 First conductivity type contact layer

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 GaAs基板上にDBR(Distributed
Bragg Reflector)が形成され、該DBRの上に、第1
導電型のコンタクト層、第1導電型の下クラッド層、ア
ンドープの活性層、第2導電型の上クラッド層および第
2導電型のコンタクト層がこの順に積層形成された発光
ダイオードにおいて、 該DBRが、アンドープの複数層からなる構成か、また
は上部の数層のみが第1導電型であり、他の層がアンド
ープである構成となっており、該第1導電型のコンタク
ト層より上の各層が、該第1導電型の周辺部を露出して
形成され、該第1導電型のコンタクト層の露出部の上に
第1導電型の電極が形成されていると共に、該第2導電
型のコンタクト層の上に第2導電型の電極が形成されて
いる発光ダイオード。
1. A DBR (Distributed) on a GaAs substrate.
Bragg Reflector) is formed, and the first
In a light emitting diode in which a conductivity type contact layer, a first conductivity type lower clad layer, an undoped active layer, a second conductivity type upper clad layer, and a second conductivity type contact layer are stacked in this order, the DBR is , A structure composed of a plurality of undoped layers, or a structure in which only the upper few layers are of the first conductivity type and the other layers are undoped, and each layer above the contact layer of the first conductivity type is A first conductive type electrode is formed on the exposed part of the first conductive type contact layer, and a second conductive type contact is formed on the exposed part of the first conductive type contact layer. A light emitting diode in which an electrode of the second conductivity type is formed on the layer.
【請求項2】 前記第1導電型のコンタクト層のバンド
ギャップエネルギーが、前記活性層のバンドギャップエ
ネルギーよりも大きく、かつ前記下クラッド層のバンド
ギャップエネルギーよりも小さい請求項1に記載の発光
ダイオード。
2. The light emitting diode according to claim 1, wherein a bandgap energy of the first conductivity type contact layer is larger than a bandgap energy of the active layer and smaller than a bandgap energy of the lower cladding layer. .
【請求項3】 前記第1導電型のコンタクト層の不純物
濃度が、前記下クラッド層の不純物濃度よりも高い請求
項1に記載の発光ダイオード。
3. The light emitting diode according to claim 1, wherein the impurity concentration of the first conductivity type contact layer is higher than the impurity concentration of the lower cladding layer.
【請求項4】 前記第2導電型の上クラッド層と第2導
電型のコンタクト層との間に、第2導電型の電流拡散層
が形成されている請求項1に記載の発光ダイオード。
4. The light emitting diode according to claim 1, wherein a second conductivity type current spreading layer is formed between the second conductivity type upper clad layer and the second conductivity type contact layer.
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