JPH0732269B2 - 半導体発光素子 - Google Patents
半導体発光素子Info
- Publication number
- JPH0732269B2 JPH0732269B2 JP22484585A JP22484585A JPH0732269B2 JP H0732269 B2 JPH0732269 B2 JP H0732269B2 JP 22484585 A JP22484585 A JP 22484585A JP 22484585 A JP22484585 A JP 22484585A JP H0732269 B2 JPH0732269 B2 JP H0732269B2
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- Japan
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- layer
- gap
- light emitting
- crystal
- zno
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Description
【発明の詳細な説明】 発明の背景 この発明は，化合物半導体を素材とする発光素子，たと
えばGaP化合物半導体を用い,ZnおよびＯを不純物として
混入した半導体発光素子に関する。
えばGaP化合物半導体を用い,ZnおよびＯを不純物として
混入した半導体発光素子に関する。
従来GaP化合物半導体は，間接遷移形に起因する低い発
光効率を上昇させるため，その結晶成長時もしくは結晶
成長後にZnおよびＯを添加し，この不純物レベルを発光
中心とすることにより発光材料として用いられている。
このZnおよびＯを添加したGaP発光ダイオードは波長700
0Å付近の明瞭な赤色で効率よく発光し広く使用されて
いる。
光効率を上昇させるため，その結晶成長時もしくは結晶
成長後にZnおよびＯを添加し，この不純物レベルを発光
中心とすることにより発光材料として用いられている。
このZnおよびＯを添加したGaP発光ダイオードは波長700
0Å付近の明瞭な赤色で効率よく発光し広く使用されて
いる。
第２図は従来のGaP赤色発光素子結晶の構造を示してい
る。まずＳまたはTe等を含むｎ形GaP基板11上に,Teを含
んだｎ形GaP層12を60μｍ程度エピタキシャル成長させ
る。ついでZnおよびＯをドープしたｐ形GaP層13を50μ
ｍ程度成長させ,p−ｎ接合を形成する。ドーピング濃度
はTeが約９×1018cm-3,ZnOが約４×1018cm-3と高濃度で
ある。この結晶から作製した発光素子は，波長約7000Å
の赤色で発光し，効率は約15％である。
る。まずＳまたはTe等を含むｎ形GaP基板11上に,Teを含
んだｎ形GaP層12を60μｍ程度エピタキシャル成長させ
る。ついでZnおよびＯをドープしたｐ形GaP層13を50μ
ｍ程度成長させ,p−ｎ接合を形成する。ドーピング濃度
はTeが約９×1018cm-3,ZnOが約４×1018cm-3と高濃度で
ある。この結晶から作製した発光素子は，波長約7000Å
の赤色で発光し，効率は約15％である。
しかしながらこの発生ダイオードは,ZnO不純物が結晶内
で不均一に分布しているので輝度にばらつきが生じる，
上述のように高濃度の不純物を添加しているので結晶性
が低下し，それに起因して発光効率が低下する，寿命が
低下する等の問題点がある。
で不均一に分布しているので輝度にばらつきが生じる，
上述のように高濃度の不純物を添加しているので結晶性
が低下し，それに起因して発光効率が低下する，寿命が
低下する等の問題点がある。
発明の概要 この発明は，結晶性を向上させることにより上記の問題
点を解決することを目的とする。
点を解決することを目的とする。
この発明による半導体発光素子は，不純物層と，不純物
をドープしない化合物半導体層とが交互に積層されてな
る発光層が化合物半導体結晶中に設けられているもので
ある。具体的には，たとえば化合物半導体結晶がGaP結
晶であり，不純物層がZnO層である。ZnO化合物をGaP結
晶上に分子線エピタキシャル法（MBE法）を用いて成長
させることによって,ZnO薄層とGaP層とを交互に積層さ
せることができる。
をドープしない化合物半導体層とが交互に積層されてな
る発光層が化合物半導体結晶中に設けられているもので
ある。具体的には，たとえば化合物半導体結晶がGaP結
晶であり，不純物層がZnO層である。ZnO化合物をGaP結
晶上に分子線エピタキシャル法（MBE法）を用いて成長
させることによって,ZnO薄層とGaP層とを交互に積層さ
せることができる。
この発明では,GaP中にZnOを添加させる際に，単に結晶
中に無秩序に添加するのではなく,GaP結晶中に数原子層
単位でZnOをはさみこみ，一種の変調ドーピング構造と
しているので，母結晶であるGaPの結晶性が向上し，上
記の問題点を解決することができる。
中に無秩序に添加するのではなく,GaP結晶中に数原子層
単位でZnOをはさみこみ，一種の変調ドーピング構造と
しているので，母結晶であるGaPの結晶性が向上し，上
記の問題点を解決することができる。
すなわち，この発明によると，発光素子の発光層の構成
を化合物半導体（GaP）層と不純物（ZnO）層の積層構造
としたので，不純物は成長方向に垂直な面内で均一に分
布することになり，輝度の場所によるばらつきを防ぐこ
とができる。
を化合物半導体（GaP）層と不純物（ZnO）層の積層構造
としたので，不純物は成長方向に垂直な面内で均一に分
布することになり，輝度の場所によるばらつきを防ぐこ
とができる。
また,GaP結晶とZnO層は類似の結晶構造を有し，その格
子定数も近いため積層することによる結晶性の低下は生
ぜず，むしろ不純物が無秩序に結晶内に存在しないこと
により結晶性は向上する。このことは，結晶内を電荷が
移動する際に合金散乱，不純物散乱を受けないことを意
味し，素子の高速応答性の向上が期待できる。
子定数も近いため積層することによる結晶性の低下は生
ぜず，むしろ不純物が無秩序に結晶内に存在しないこと
により結晶性は向上する。このことは，結晶内を電荷が
移動する際に合金散乱，不純物散乱を受けないことを意
味し，素子の高速応答性の向上が期待できる。
さらに,ZnO対に捕獲された電子が不純物層付近に強く局
在するため，その波動関数が運動量空間でGaPの直接遷
移帯に大きく拡がり擬直接遷移構造としてふるまい発光
効率が格段に上昇する。また，結晶性の向上に起因する
寿命の改善も期待できる。
在するため，その波動関数が運動量空間でGaPの直接遷
移帯に大きく拡がり擬直接遷移構造としてふるまい発光
効率が格段に上昇する。また，結晶性の向上に起因する
寿命の改善も期待できる。
実施例の説明 第１図はこの発明の実施例であるGaP赤色発光素子結晶
の構造を示している。ＳまたはTeをドープしたｎ形GaP
基板１上に,Teを含んだｎ形GaP層２を50〜60μｍ程度エ
ピタキシャル成長させる。次に非ドープGaP層31を1000
原子層程度（約2800Å）成長させ，ついでZnO層32を２
原子層（〜5.6Å）成長させる。これを30回繰り返し約1
7μｍの発光層３を得る。この場合ZnOのドーピング濃度
は4.9×1019cm-3となる。さらに,Znドープｐ形GaP層４
を約20μｍ成長させ，結晶成長を完了させる。この結晶
から作製した発光素子は，波長約7000Åで発光し効率は
15％を越える。この発明によると，ドーピングに起因す
る結晶性の低下が少ないため，従来例に比べはるかに高
濃度のドーピングが可能である。またドーピング濃度は
GaP成長層31とZnO成長層32の厚さの比を変えることによ
り容易かつ正確に変えることができる。
の構造を示している。ＳまたはTeをドープしたｎ形GaP
基板１上に,Teを含んだｎ形GaP層２を50〜60μｍ程度エ
ピタキシャル成長させる。次に非ドープGaP層31を1000
原子層程度（約2800Å）成長させ，ついでZnO層32を２
原子層（〜5.6Å）成長させる。これを30回繰り返し約1
7μｍの発光層３を得る。この場合ZnOのドーピング濃度
は4.9×1019cm-3となる。さらに,Znドープｐ形GaP層４
を約20μｍ成長させ，結晶成長を完了させる。この結晶
から作製した発光素子は，波長約7000Åで発光し効率は
15％を越える。この発明によると，ドーピングに起因す
る結晶性の低下が少ないため，従来例に比べはるかに高
濃度のドーピングが可能である。またドーピング濃度は
GaP成長層31とZnO成長層32の厚さの比を変えることによ
り容易かつ正確に変えることができる。
この発明による化合物半導体結晶は分子線エピタキシャ
ル（MBE）法を用いることで容易に実現することができ
る。また有機金属気相成長（MOCVD）法等でも実現可能
である。
ル（MBE）法を用いることで容易に実現することができ
る。また有機金属気相成長（MOCVD）法等でも実現可能
である。
第１図はこの発明の実施例を示す斜視図，第２図は従来
例を示す斜視図である。 １……ｎ形GaP基板,2……Teドープｎ形GaP成長層,3……
発光層,4……Znドープｐ形GaP成長層,31……非ドープGa
P成長層,32……ZnO成長層。
例を示す斜視図である。 １……ｎ形GaP基板,2……Teドープｎ形GaP成長層,3……
発光層,4……Znドープｐ形GaP成長層,31……非ドープGa
P成長層,32……ZnO成長層。
Claims (3)
- 【請求項１】不純物層と，不純物をドープしない化合物
半導体層とが交互に積層されてなる発光層が化合物半導
体結晶中に設けられている半導体発光素子。 - 【請求項２】化合物半導体結晶がGaP結晶であり，不純
物層がZnO層である，特許請求の範囲第（１）項に記載
の半導体発光素子。 - 【請求項３】ZnO化合物をGaP結晶上にエピタキシャル成
長させることによって,ZnO薄層とGaP層とを交互に積層
したことを特徴とする，特許請求の範囲第（１）項また
は第（２）項に記載の半導体発光素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22484585A JPH0732269B2 (ja) | 1985-10-11 | 1985-10-11 | 半導体発光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22484585A JPH0732269B2 (ja) | 1985-10-11 | 1985-10-11 | 半導体発光素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6286773A JPS6286773A (ja) | 1987-04-21 |
| JPH0732269B2 true JPH0732269B2 (ja) | 1995-04-10 |
Family
ID=16820068
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22484585A Expired - Lifetime JPH0732269B2 (ja) | 1985-10-11 | 1985-10-11 | 半導体発光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0732269B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3624451B2 (ja) * | 1995-03-17 | 2005-03-02 | 昭和電工株式会社 | 発光素子用ＧａＰエピタキシャル基板 |
| KR100389738B1 (ko) * | 2001-03-05 | 2003-06-27 | 김영창 | 단파장 산화아연 발광소자 및 그 제조방법 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5949056A (ja) * | 1982-09-13 | 1984-03-21 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | フアクシミリ宛名書き発信蓄積変換方法 |
| JPH0636435B2 (ja) * | 1983-08-26 | 1994-05-11 | 日本放送協会 | 発光ダイオード |
-
1985
- 1985-10-11 JP JP22484585A patent/JPH0732269B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6286773A (ja) | 1987-04-21 |
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