JPH0738150A - 半導体発光装置 - Google Patents
半導体発光装置Info
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- JPH0738150A JPH0738150A JP18122493A JP18122493A JPH0738150A JP H0738150 A JPH0738150 A JP H0738150A JP 18122493 A JP18122493 A JP 18122493A JP 18122493 A JP18122493 A JP 18122493A JP H0738150 A JPH0738150 A JP H0738150A
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- H01L33/02—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier 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
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- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
- H01S5/32—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures
- H01S5/323—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser
- H01S5/32308—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser emitting light at a wavelength less than 900 nm
- H01S5/32325—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser emitting light at a wavelength less than 900 nm red laser based on InGaP
-
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- H01S5/042—Electrical excitation ; Circuits therefor
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-
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- H01S5/00—Semiconductor lasers
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 この発明は、電流拡散層における発光光の吸
収を抑制して、高輝度化を達成し得る半導体発光装置を
提供することを目的とする。 【構成】 この発明は、ＧａＡｓ基板１上に積層された
半導体層に電流が供給されて発光する活性層４と、活性
層４に電流を供給する電極７ａ，７ｂと、活性層４から
放射された光を外部に取り出す光取り出し面側と活性層
４との間に形成され、光取り出し面側に設けられた電極
７ａと活性層４との間を流れる電流を拡散させるＺｎＴ
ｅ（亜鉛テルル）からなる電流拡散層６とを有してな
る。
収を抑制して、高輝度化を達成し得る半導体発光装置を
提供することを目的とする。 【構成】 この発明は、ＧａＡｓ基板１上に積層された
半導体層に電流が供給されて発光する活性層４と、活性
層４に電流を供給する電極７ａ，７ｂと、活性層４から
放射された光を外部に取り出す光取り出し面側と活性層
４との間に形成され、光取り出し面側に設けられた電極
７ａと活性層４との間を流れる電流を拡散させるＺｎＴ
ｅ（亜鉛テルル）からなる電流拡散層６とを有してな
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、黄緑色〜緑色の高輝
度な半導体発光装置に関し、特に、信号機、情報板等の
屋外表示用の光源として使用される半導体発光装置に関
する。
度な半導体発光装置に関し、特に、信号機、情報板等の
屋外表示用の光源として使用される半導体発光装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】ＩｎＧａＡｌＰ系の四元混晶を用いた超
高輝度の緑色発光ダイオードとしては、例えば図６の断
面図に示す構造のものがある。
高輝度の緑色発光ダイオードとしては、例えば図６の断
面図に示す構造のものがある。
【０００３】図６において、Ｓｉがドープされて方位
［１００］の１５°傾斜したｎ型のＧａＡｓ基板１０１
上に、ｎ−ＧａＡｓからなるバッファ層１０２が積層形
成され、さらに、ダブルヘテロ（ＤＨ）構造を形成する
ｎ−Ｉｎ0.5 （Ｇａ0.3 Ａｌ0. 7 ）0.5 Ｐからなるクラ
ッド層１０３、ｎ−Ｉｎ0.5 （Ｇａ0.6 Ａｌ0.4 ）0.5
Ｐからなる活性層１０４、ｐ−Ｉｎ0.5 （Ｇａ0.3 Ａｌ
0.7 ）0.5 Ｐからなるクラッド層１０５が、ＭＯＣＶＤ
法により成長形成されている。また、クラッド層１０５
上には、ｐ+ −Ｇａ0.3 Ａｌ0.7 Ａｓからなり、注入電
流を素子全体に拡散させて発光面積を広げる電流拡散層
１０６が積層形成されている。さらに、電流拡散層１０
６上ならびにＧａＡｓ基板１０１の裏面には、活性層１
０４に電流を供給する１対の電極１０７が形成されてい
る。
［１００］の１５°傾斜したｎ型のＧａＡｓ基板１０１
上に、ｎ−ＧａＡｓからなるバッファ層１０２が積層形
成され、さらに、ダブルヘテロ（ＤＨ）構造を形成する
ｎ−Ｉｎ0.5 （Ｇａ0.3 Ａｌ0. 7 ）0.5 Ｐからなるクラ
ッド層１０３、ｎ−Ｉｎ0.5 （Ｇａ0.6 Ａｌ0.4 ）0.5
Ｐからなる活性層１０４、ｐ−Ｉｎ0.5 （Ｇａ0.3 Ａｌ
0.7 ）0.5 Ｐからなるクラッド層１０５が、ＭＯＣＶＤ
法により成長形成されている。また、クラッド層１０５
上には、ｐ+ −Ｇａ0.3 Ａｌ0.7 Ａｓからなり、注入電
流を素子全体に拡散させて発光面積を広げる電流拡散層
１０６が積層形成されている。さらに、電流拡散層１０
６上ならびにＧａＡｓ基板１０１の裏面には、活性層１
０４に電流を供給する１対の電極１０７が形成されてい
る。
【０００４】このような構造において電流拡散層１０６
を形成するｐ−Ｇａ0.3 Ａｌ0.7 Ａｓは、活性層１０４
から放射される黄緑色〜緑色（５８０ｎｍ〜５６０ｎ
ｍ）の発光波長帯の光に対して完全に透明とはならなく
なる。すなわち、活性層１０４から放射される光の２０
％〜４０％程度は、この電流拡散層１０６によって吸収
されてしまう。このため、活性層１０４で得られた光の
うち６０％程度しか明るさに寄与しておらず、発光効率
は０．２％程度にまでしか達していなかった。
を形成するｐ−Ｇａ0.3 Ａｌ0.7 Ａｓは、活性層１０４
から放射される黄緑色〜緑色（５８０ｎｍ〜５６０ｎ
ｍ）の発光波長帯の光に対して完全に透明とはならなく
なる。すなわち、活性層１０４から放射される光の２０
％〜４０％程度は、この電流拡散層１０６によって吸収
されてしまう。このため、活性層１０４で得られた光の
うち６０％程度しか明るさに寄与しておらず、発光効率
は０．２％程度にまでしか達していなかった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
緑色系の従来の発光ダイオードにあっては、電流拡散層
の緑色光に対する光透過率が極めて低かったため、発光
光の一部が電流拡散層によって吸収されていた。このた
め、発光効率の低下を招き、高輝度化の障害となってい
た。
緑色系の従来の発光ダイオードにあっては、電流拡散層
の緑色光に対する光透過率が極めて低かったため、発光
光の一部が電流拡散層によって吸収されていた。このた
め、発光効率の低下を招き、高輝度化の障害となってい
た。
【０００６】そこで、この発明は、上記に鑑みてなされ
たものであり、その目的とするところは、電流拡散層の
光透過率を飛躍的に高めることによって、発光効率を高
め、更なる高輝度化を達成し得る半導体発光装置を提供
することにある。
たものであり、その目的とするところは、電流拡散層の
光透過率を飛躍的に高めることによって、発光効率を高
め、更なる高輝度化を達成し得る半導体発光装置を提供
することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明は、半導体基板上に積層された
半導体層に電流が供給されて発光する発光層と、発光層
に電流を供給する電極と、発光層から放射された光を外
部に取り出す光取り出し面と発光層との間に形成され、
光取り出し面側に設けられた電極と発光層との間を流れ
る電流を拡散させるＺｎＴｅ（亜鉛テルル）からなる電
流拡散層とから構成される。
に、請求項１記載の発明は、半導体基板上に積層された
半導体層に電流が供給されて発光する発光層と、発光層
に電流を供給する電極と、発光層から放射された光を外
部に取り出す光取り出し面と発光層との間に形成され、
光取り出し面側に設けられた電極と発光層との間を流れ
る電流を拡散させるＺｎＴｅ（亜鉛テルル）からなる電
流拡散層とから構成される。
【０００８】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、光取り出し面側と逆側に設けられた電極と
発光層との間に、発光層から放射された光を光取り出し
面側に反射させる反射層を設けて構成される。
明において、光取り出し面側と逆側に設けられた電極と
発光層との間に、発光層から放射された光を光取り出し
面側に反射させる反射層を設けて構成される。
【０００９】請求項３記載の発明は、請求項１又は２記
載の発明において、光取り出し面側に設けられた電極と
発光層との間に、光取り出し面側に設けられた電極から
発光層に供給される電流を選択的に阻止する電流ブロッ
ク層を設けて構成される。
載の発明において、光取り出し面側に設けられた電極と
発光層との間に、光取り出し面側に設けられた電極から
発光層に供給される電流を選択的に阻止する電流ブロッ
ク層を設けて構成される。
【００１０】
【作用】上記構成において、この発明は、発光層から光
取り出し面側に放射された光が電流拡散層において吸収
されないようにしている。
取り出し面側に放射された光が電流拡散層において吸収
されないようにしている。
【００１１】
【実施例】以下、図面を用いてこの発明の実施例を説明
する。
する。
【００１２】図１は請求項１記載の発明の一実施例に係
わる半導体発光装置の断面構造を示す図である。
わる半導体発光装置の断面構造を示す図である。
【００１３】図１において、Ｓｉがドープされた方位
［１００］の１５°傾斜したｎ型のＧａＡｓ基板１上に
は、ＭＯＣＶＤ法によりｎ−ＧａＡｓからなるバッファ
層２、Ｓｉがドープされたｎ−Ｉｎ0.5 （Ｇａ0.3 Ａｌ
0.7 ）0.5 Ｐからなる０．６μｍ程度の厚さのクラッド
層３、ノンドープのｎ−Ｉｎ0.5 （Ｇａ0.6 Ａｌ0.4 ）
0.5 Ｐからなる０．３μｍ程度の厚さの活性層４、Ｚｎ
がドープされたｐ−Ｉｎ0.5 （Ｇａ0.3 Ａｌ0.7 ）0.5
Ｐからなる０．６μｍ程度の厚さのクラッド層５が順次
形成されている。
［１００］の１５°傾斜したｎ型のＧａＡｓ基板１上に
は、ＭＯＣＶＤ法によりｎ−ＧａＡｓからなるバッファ
層２、Ｓｉがドープされたｎ−Ｉｎ0.5 （Ｇａ0.3 Ａｌ
0.7 ）0.5 Ｐからなる０．６μｍ程度の厚さのクラッド
層３、ノンドープのｎ−Ｉｎ0.5 （Ｇａ0.6 Ａｌ0.4 ）
0.5 Ｐからなる０．３μｍ程度の厚さの活性層４、Ｚｎ
がドープされたｐ−Ｉｎ0.5 （Ｇａ0.3 Ａｌ0.7 ）0.5
Ｐからなる０．６μｍ程度の厚さのクラッド層５が順次
形成されている。
【００１４】さらに、クラッド層５上には、Ｐ（燐）又
はＮ（窒素）がドープされたｐ−ＺｎＴｅ（亜鉛テル
ル）からなる７μｍ程度の厚さの電流拡散層６が成長形
成されている。この電流拡散層６は、バッファ層２、ク
ラッド３，５及び活性層４の成長形成に連続してＭＯＣ
ＶＤ法により形成され、あるいはＭＢＥ法やＭＯＭＢＥ
法又はＶＰＥ法により成長形成するようにしてもよい。
このようにして形成される電流拡散層６のＺｎＴｅは、
そのキャリア濃度が１×１０18ｃｍ-3程度以上で、抵抗
率が０．０５Ωｃｍ程度の特性を有するように形成さ
れ、特に低抵抗率となるように形成する必要がある。
はＮ（窒素）がドープされたｐ−ＺｎＴｅ（亜鉛テル
ル）からなる７μｍ程度の厚さの電流拡散層６が成長形
成されている。この電流拡散層６は、バッファ層２、ク
ラッド３，５及び活性層４の成長形成に連続してＭＯＣ
ＶＤ法により形成され、あるいはＭＢＥ法やＭＯＭＢＥ
法又はＶＰＥ法により成長形成するようにしてもよい。
このようにして形成される電流拡散層６のＺｎＴｅは、
そのキャリア濃度が１×１０18ｃｍ-3程度以上で、抵抗
率が０．０５Ωｃｍ程度の特性を有するように形成さ
れ、特に低抵抗率となるように形成する必要がある。
【００１５】このような電流拡散層６の上部ならびにＧ
ａＡｓ基板１の裏面には、活性層４に電流を供給する１
対の電極７ａ，７ｂが形成されている。
ａＡｓ基板１の裏面には、活性層４に電流を供給する１
対の電極７ａ，７ｂが形成されている。
【００１６】このような構造において、電流拡散層６を
形成するＺｎＴｅにおける５６０ｎｍ〜５９０ｎｍの波
長帯の光に対する透過率は、図２に示すように、ほぼ１
００％の値が得られ、従来用いられていたＧａ0.3 Ａｌ
0.7 Ａｓに比べて、透過率が飛躍的に向上されているこ
とが明らかである。
形成するＺｎＴｅにおける５６０ｎｍ〜５９０ｎｍの波
長帯の光に対する透過率は、図２に示すように、ほぼ１
００％の値が得られ、従来用いられていたＧａ0.3 Ａｌ
0.7 Ａｓに比べて、透過率が飛躍的に向上されているこ
とが明らかである。
【００１７】したがって、活性層４から放射された光は
電流拡散層６において吸収されることなく外部に放出さ
れることになる。これより、例えば発光波長が５７３ｎ
ｍ程度の黄緑色ならびに発光波長が５６５ｎｍ程度の緑
色における外部量子効率は、図３に示すように、それぞ
れ０．４％→０．６％、０．２％→０．４％に高められ
ており、更なる高輝度化を達成することが可能となる。
電流拡散層６において吸収されることなく外部に放出さ
れることになる。これより、例えば発光波長が５７３ｎ
ｍ程度の黄緑色ならびに発光波長が５６５ｎｍ程度の緑
色における外部量子効率は、図３に示すように、それぞ
れ０．４％→０．６％、０．２％→０．４％に高められ
ており、更なる高輝度化を達成することが可能となる。
【００１８】図４は請求項２記載の発明の一実施例に係
わる半導体発光装置の断面構造を示す図である。
わる半導体発光装置の断面構造を示す図である。
【００１９】図４に示す請求項２記載の発明の一実施例
の特徴とするところは、図１に示す実施例の構造に対し
て、バッファ層２とクラッド層３との間に発光光を電流
拡散層６側の光取り出し面側へ反射させる光反射層８を
設けたことにある。このような構造とすることにより、
図１に示す構造に比べて取り出される光量が増加して、
より一層の高輝度化を達成することがきる。
の特徴とするところは、図１に示す実施例の構造に対し
て、バッファ層２とクラッド層３との間に発光光を電流
拡散層６側の光取り出し面側へ反射させる光反射層８を
設けたことにある。このような構造とすることにより、
図１に示す構造に比べて取り出される光量が増加して、
より一層の高輝度化を達成することがきる。
【００２０】図５は請求項３記載の発明の一実施例に係
わる半導体発光装置の断面構造を示す図である。
わる半導体発光装置の断面構造を示す図である。
【００２１】図５に示す請求項３記載の発明の一実施例
の特徴とするところは、図１に示す構造に対して、クラ
ッド層５上の光取り面側の電極７ａの直下に、電極７ａ
と略同一形状の電流ブロック層９を設けたことにある。
このような構造においても、高輝度化を達成することが
できる。
の特徴とするところは、図１に示す構造に対して、クラ
ッド層５上の光取り面側の電極７ａの直下に、電極７ａ
と略同一形状の電流ブロック層９を設けたことにある。
このような構造においても、高輝度化を達成することが
できる。
【００２２】なお、この発明は上記実施例に限ることは
なく、例えば図４に示す構造と図５に示す構造を組み合
せるようにしてもよい。また、活性層４の組成を変える
ことによって、ＺｎＴｅが吸収できる発光波長の範囲で
発光色を変えるようにしてもよい。さらに、ＧａＡｓ基
板ならびに各層の導電型を上述した実施例に対してそれ
ぞれ逆にするようにしてもよい。
なく、例えば図４に示す構造と図５に示す構造を組み合
せるようにしてもよい。また、活性層４の組成を変える
ことによって、ＺｎＴｅが吸収できる発光波長の範囲で
発光色を変えるようにしてもよい。さらに、ＧａＡｓ基
板ならびに各層の導電型を上述した実施例に対してそれ
ぞれ逆にするようにしてもよい。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、活性層に与えられる電流を拡散させる電流拡散層を
ＺｎＴｅで形成するようにしたので、発光光の電流拡散
層における吸収を防止することが可能となる。これによ
り、発光効率を向上させて、より一層の高輝度化を達成
することかできる。
ば、活性層に与えられる電流を拡散させる電流拡散層を
ＺｎＴｅで形成するようにしたので、発光光の電流拡散
層における吸収を防止することが可能となる。これによ
り、発光効率を向上させて、より一層の高輝度化を達成
することかできる。
【図１】請求項１記載の発明の一実施例に係わる半導体
発光装置の断面構造を示す図である。
発光装置の断面構造を示す図である。
【図２】請求項１，２又は３記載の発明の一実施例及び
従来例の電流拡散層を形成する材料の光透過率を示す図
である。
従来例の電流拡散層を形成する材料の光透過率を示す図
である。
【図３】請求項１記載の発明の一実施例及び従来例の発
光波長に対する外部量子効率を示す図である。
光波長に対する外部量子効率を示す図である。
【図４】請求項２記載の発明の一実施例に係わる半導体
発光装置の断面構造を示す図である。
発光装置の断面構造を示す図である。
【図５】請求項３記載の発明の一実施例に係わる半導体
発光装置の断面構造を示す図である。
発光装置の断面構造を示す図である。
【図６】従来の半導体発光装置の断面構造を示す図であ
る。
る。
１，１０１ ＧａＡｓ基板 ２，１０２ バッファ層 ３，１０３ ｎ型クラッド層 ４，１０４ 活性層 ５，１０５ ｐ型クラッド層 ６，１０６ 電流拡散層 ７ａ，７ｂ，１０７ 電極 ８ 光反射層 ９ 電流ブロック層
Claims (3)
- 【請求項１】 半導体基板上に積層された半導体層に電
流が供給されて発光する発光層と、 発光層に電流を供給する電極と、 発光層から放射された光を外部に取り出す光取り出し面
と発光層との間に形成され、光取り出し面側に設けられ
た電極と発光層との間を流れる電流を拡散させるＺｎＴ
ｅ（亜鉛テルル）からなる電流拡散層と有することを特
徴とする半導体発光装置。 - 【請求項２】 光取り出し面側と逆側に設けられた電極
と発光層との間に、発光層から放射された光を光取り出
し面側に反射させる反射層を有することを特徴とする請
求項１記載の半導体発光装置。 - 【請求項３】 光取り出し面側に設けられた電極と発光
層との間に、光取り出し面側に設けられた電極から発光
層に供給される電流を選択的に阻止する電流ブロック層
を有することを特徴とする請求項１又は２記載の半導体
発光装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18122493A JPH0738150A (ja) | 1993-07-22 | 1993-07-22 | 半導体発光装置 |
| US08/274,842 US5506423A (en) | 1993-07-22 | 1994-07-14 | Semiconductor light-emitting device with ZnTe current spreading layer |
| CN94108213.XA CN1032945C (zh) | 1993-07-22 | 1994-07-22 | 半导体发光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18122493A JPH0738150A (ja) | 1993-07-22 | 1993-07-22 | 半導体発光装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0738150A true JPH0738150A (ja) | 1995-02-07 |
Family
ID=16096988
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18122493A Pending JPH0738150A (ja) | 1993-07-22 | 1993-07-22 | 半導体発光装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5506423A (ja) |
| JP (1) | JPH0738150A (ja) |
| CN (1) | CN1032945C (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5888843A (en) * | 1995-06-14 | 1999-03-30 | Hitachi Cable, Ltd. | Method for making light-emitting diode having improved moisture resistance characteristics |
| US6043509A (en) * | 1996-12-13 | 2000-03-28 | Hitachi Cable, Ltd. | Light-emitting diode having moisture-proof characteristics and high output power |
| CN103199437A (zh) * | 2009-07-06 | 2013-07-10 | 古河电气工业株式会社 | 半导体光学器件的制造方法、半导体光学激光元件的制造方法以及半导体光学器件 |
Families Citing this family (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5811839A (en) | 1994-09-01 | 1998-09-22 | Mitsubishi Chemical Corporation | Semiconductor light-emitting devices |
| JP3122324B2 (ja) * | 1995-02-20 | 2001-01-09 | 三菱電線工業株式会社 | 半導体発光素子 |
| JPH0936431A (ja) * | 1995-07-13 | 1997-02-07 | Toshiba Corp | 半導体発光素子 |
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