JPH08293623A - 発光ダイオードの製法 - Google Patents

発光ダイオードの製法

Info

Publication number
JPH08293623A
JPH08293623A JP9716095A JP9716095A JPH08293623A JP H08293623 A JPH08293623 A JP H08293623A JP 9716095 A JP9716095 A JP 9716095A JP 9716095 A JP9716095 A JP 9716095A JP H08293623 A JPH08293623 A JP H08293623A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
type
doped
active layer
light emitting
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP9716095A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiromitsu Abe
弘光 阿部
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rohm Co Ltd
Original Assignee
Rohm Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rohm Co Ltd filed Critical Rohm Co Ltd
Priority to JP9716095A priority Critical patent/JPH08293623A/ja
Publication of JPH08293623A publication Critical patent/JPH08293623A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Led Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ダブルへテロ接合構造のLEDにおいて、p
型不純物がノンドープの活性層に拡散して発光効率を低
下させることがなく、高特性がえられるLEDの製法を
提供する。 【構成】 半導体基板1上にn型クラッド層3、活性層
4およびp型クラッド層6からなるダブルへテロ接合の
発光層を有する発光ダイオードの製法であって、前記p
型クラッド層の前記活性層側の一部を実質的にノンドー
プのクラッド層5にして各半導体層を順次積層する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はダブルへテロ接合構造の
発光ダイオード(以下、LEDという)の製法に関す
る。さらに詳しくは、製造工程中に活性層にp型不純物
が拡散して発光効率が低下するのを防止したLEDの製
法に関する。
【0002】
【従来の技術】LEDの中でも活性層がn型クラッド層
とp型クラッド層とで挟持され、活性層のバンドギャッ
プエネルギーが両側のクラッド層のバンドギャップエネ
ルギーより小さくなるように材料が選ばれたダブルへテ
ロ接合構造のLEDは高輝度であり、信号機や自動車の
テールランプなどにも需要が拡大している。
【0003】このようなLEDの従来の製法を図2を参
照しながら説明する。
【0004】まず、n型GaAs基板21上に減圧MO
CVD法によりn型GaAsからなるバッファ層22、
シリコン(以下、Siという)をドープしたInGaA
lPからなるn型クラッド層23、ノンドープInGa
AlPからなる活性層24、亜鉛(以下、Znという)
をドープしたInGaAlPからなるp型クラッド層2
5、p型AlGaAsからなる電流拡散層26、p型G
aAsからなるコンタクト層27を順次結晶成長させ、
ついで、Au−Zn合金などからなるp側電極28、A
u−Ge−Ni合金などからなるn側電極29を蒸着な
どにより形成し、p側電極28およびコンタクト層27
は、光の取り出しの妨げとならないように、図2に示さ
れるように中心部を除いてエッチング除去する。
【0005】電流拡散層26はチップ中心部に設けられ
たp側電極28からn側電極29に向かう電流がチップ
の周縁部にも拡がって活性層24の全体に電流を流し、
発光効率を向上させるために設けられている。すなわ
ち、電流はp側電極28の真下に向かって流れ易いが、
p側電極28の真下の活性層を電流が流れて発光しても
上方に向かった光は金属からなるp側電極28で遮れて
外部に光を取り出せないため、p側電極28の真下以外
のところに電流を流した方が効果的であるからである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】前述のように各半導体
層をMOCVD法により結晶成長させると、全体の層を
成長させるのに2〜3時間程度の時間を要し、しかも、
各半導体層を結晶成長させているあいだ、半導体基板の
温度は600〜700℃程度に上昇している。そのた
め、ノンドープの活性層24に両側のn型クラッド層2
3およびp型クラッド層25からそれぞれ不純物のSi
やZnが活性層24側に拡散する。とくにp型不純物で
あるZnの方が拡散しやすく、また活性層に用いられる
InGaAlPという材料はp型不純物の存在により結
晶性が大きく低下する。すなわち、活性層に、たとえば
不純物濃度が1×1017/cm3程度以上にZnが存在
すると、発光効率が大幅に低下し、LEDの素子特性が
大幅に低下するという問題がある。
【0007】本発明はこのような問題を解決し、ダブル
へテロ接合構造のLEDにおいて、p型不純物がノンド
ープの活性層に拡散して発光効率を低下させることがな
く、高特性がえられるLEDの製法を提供することを目
的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明のLEDの製法
は、半導体基板上にn型クラッド層、活性層およびp型
クラッド層からなるダブルへテロ接合の発光層を有する
発光ダイオードの製法であって、前記p型クラッド層の
前記活性層側の一部を実質的にノンドープ層にして各半
導体層を順次積層することを特徴とする。
【0009】ここに実質的にノンドープとは、エピタキ
シャル成長中にクラッド層のp型不純物が活性層に拡散
して結晶性を劣化させ、発光効率を低下させない程度を
いい、少々の不純物が含まれているものも含む。
【0010】前記ノンドープ層の厚さが0.04〜0.
1μmであれば、各半導体層の成膜工程中においてもp
型クラッド層の不純物が活性層に拡散して活性層の結晶
性を低下させたり、発光効率を低下させることがない。
【0011】前記p型クラッド層の成膜を、ドーピング
不純物として亜鉛を用い、不純物濃度が2×1017〜1
×1018/cm3になるように行うことが、Znの拡散
性が小さく、不純物濃度勾配も小さいため、活性層への
p型不純物の拡散を抑制することができるため好まし
い。
【0012】
【作用】本発明のLEDの製法によれば、p型クラッド
層を形成するばあいに、p型クラッド層の活性層側を実
質的にノンドープ層にして成膜しているため、そののち
の各半導体層の成膜の際にp型不純物が活性層側に拡散
してもノンドープのクラッド層内に拡散するだけで、活
性層内にまでほとんど拡散しない。その結果、活性層は
ノンドープのまままたは発光効率を低下させる程のp型
不純物の侵入がない状態を維持することができて高い発
光効率のLEDがえられる。
【0013】一方、p型クラッド層と活性層とのあいだ
に設けられたノンドープのクラッド層は、そののちの各
半導体層の成膜の際に、p型不純物が拡散してくるた
め、最終的にはp型層となる。そのためp型クラッド層
として機能し、ノンドープ層が本来の活性層より厚くな
り、発光効率が却って低下するということも生じない。
【0014】
【実施例】つぎに、図面を参照しながら本発明のLED
の製法について説明する。
【0015】図1は本発明の製法の一実施例により製造
したりLEDの断面説明図である。
【0016】まずSiが1×1018/cm3程度の濃度
にドープされたn型GaAs基板1の表面に減圧MOC
VD法によりセレン(以下、Seという)が1×1018
/cm3程度にドープされたGaAsからなるn型バッ
ファ層2を0.5μm程度成長し、ついでSeを3×1
17/cm3程度にドープしたIn0.49(Ga1-x
x0.51P(0.5≦x≦1.0、たとえばx=0.
7)からなるn型クラッド層3を1μm程度、ノンドー
プのIn0.49(Ga1-yAly0.51P(0≦y≦0.
4、y<x、たとえばy=0.3)からなる活性層4を
0.5μm程度、ノンドープのIn0.49(Ga1-x
x0.51Pからなるノンドープのクラッド層5を0.
08μm程度、Znを7×1017/cm3程度にドープ
したIn0.49(Ga1-xAlx0.51Pからなるp型クラ
ッド層6を1μm程度、Znを1×1018/cm3程度に
ドープしたAlGaAsからなる電流拡散層7を6μm
程度、Znを2×1019/cm3程度にドープしたGa
Asからなるコンタクト層8を0.5μm程度順次エピ
タキシャル成長させる。このときの全部の半導体層の成
長時間は2時間30分程度であった。半導体層としてI
nGaAlP系の化合物半導体材料を用いたばあい、A
lの比率が多いとバンドギャップエネルギーが大きくな
り、前述のようにy<xとすることにより活性層4のバ
ンドギャップエネルギーがクラッド層3、5、6のそれ
より小さくなり、ダブルへテロ接合構造が構成される。
【0017】そののち、Auなどからなるp側電極9お
よびn側電極10を積層されたコンタクト層8の表面お
よびn型GaAs基板1の裏面にそれぞれ蒸着などによ
り形成し、図1に示されるように、p側電極9およびコ
ンタクト層8は中心部以外をエッチングにより除去す
る。ついで各チップにダイシングし、エポキシ樹脂など
でモールドすることにより本発明の方法によるLEDが
えられる。
【0018】本発明のLEDの製法では活性層4の成長
後p型クラッド層6を成長する際に0.04〜0.1μ
m程度のノンドープのクラッド層5を成長させることに
特徴がある。すなわち、前述のように、このp型クラッ
ド層6や電流拡散層7、コンタクト層8をエピタキシャ
ル成長する際に半導体層の温度が600〜700℃程度
と高くなるため、p型クラッド層6のp型不純物が活性
層4側に拡散する。このp型不純物が活性層4に拡散す
ると活性層4の結晶性が劣化し、発光効率が低下する。
しかし本発明ではノンドープのクラッド層5が活性層4
とp型クラッド層6とのあいだに設けられているため、
p型クラッド層6から活性層4側にp型不純物が拡散し
てもそのあいだのノンドープのクラッド層5内で止ま
る。たとえ活性層4に至るp型不純物があってもその量
は非常に僅かで活性層4でのp型不純物濃度が3×10
16/cm3程度以下であれば発光効率の低下には至らず
問題は生じない。本発明の実質的にノンドープのクラッ
ド層はこのようにp型クラッド層からのp型不純物の拡
散を許容し、活性層に高濃度の不純物が拡散しないよう
にするためのものであるため、完全なノンドープでなく
ても、5×1016/cm3程度以下の不純物濃度であれ
ばその目的を達成することができる。したがって、5×
1016/cm3程度以下のp型不純物が混入されている
ばあいでも本発明でいう実質的にノンドープのクラッド
層として使用することができる。
【0019】ノンドープのクラッド層5の厚さは、あま
り厚いと半導体層成長の際の不純物の拡散がノンドープ
のクラッド層5内に充分拡散せず、製品後においてもノ
ンドープのクラッド層5が残ることになる。すると却っ
て発光効率が低下し、好ましくない。また、ノンドープ
のクラッド層5が余り薄いと拡散してきたp型不純物は
ノンドープのクラッド層5を通り過ぎて活性層4内にp
型不純物が拡散するため好ましくない。そのため、ノン
ドープのクラッド層の厚さは0.04〜0.1μm程度
の厚さにすることが好ましい。
【0020】また、前述のp型クラッド層6は不純物濃
度が余り高すぎると、活性層4側への不純物拡散が起り
易く、活性層4での不純物コントロールを充分にするた
めには2×1017〜1×1018/cm3程度にすること
が好ましい。不純物濃度が低すぎると高抵抗になり素子
の信頼性に影響を及ぼすからである。なお不純物として
は、ベリリウム(Be)は拡散係数が大きすぎて活性層
4側への拡散が多くなるため、Znの方が好ましい。
【0021】前記実施例により製造したLEDをエポキ
シ樹脂でモールドし、1.9Vで20mAの電流を流し
た結果、590nmの波長をピークとする黄色の発光が
えられ、2000mcd(ミリカンデラ)の輝度がえら
れた。この輝度はノンドープのクラッド層を設けない従
来の方法により製造したLEDの同じ条件のときの輝度
1000mcdに比べて2倍以上の出力であった。
【0022】前記実施例では半導体層がInGaAlP
系の化合物半導体材料であったが、他の半導体材料でも
本発明の効果を発揮しうる。
【0023】
【発明の効果】本発明のLEDの製法によれば、ヘテロ
接合構造の半導体層を積層する際に活性層とp型クラッ
ド層とのあいだに実質的にノンドープの不純物濃度のク
ラッド層を設けているため、半導体層をエピタキシャル
成長する際にp型クラツド層からp型不純物が拡散して
も、活性層内に結晶性が低下する程のp型不純物が拡散
しない。そのため、高効率の発光がえられ、高輝度のL
EDがえられる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のLEDの製法を説明する断面説明図で
ある。
【図2】従来のLEDの一例の断面説明図である。
【符号の説明】
1 半導体基板 3 n型クラッド層 4 活性層 5 ノンドープのクラッド層 6 p型クラッド層

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板上にn型クラッド層、活性層
    およびp型クラッド層からなるダブルへテロ接合の発光
    層を有する発光ダイオードの製法であって、前記p型ク
    ラッド層の前記活性層側の一部を実質的にノンドープ層
    にして各半導体層を順次積層する発光ダイオードの製
    法。
  2. 【請求項2】 前記ノンドープ層の厚さが0.04〜
    0.1μmである請求項1記載の発光ダイオードの製
    法。
  3. 【請求項3】 前記p型クラッド層の成膜を、ドーピン
    グ不純物として亜鉛を用い、不純物濃度が2×1017
    1×1018/cm3になるように行う請求項1または2
    記載の発光ダイオードの製法。
JP9716095A 1995-04-21 1995-04-21 発光ダイオードの製法 Pending JPH08293623A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9716095A JPH08293623A (ja) 1995-04-21 1995-04-21 発光ダイオードの製法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9716095A JPH08293623A (ja) 1995-04-21 1995-04-21 発光ダイオードの製法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH08293623A true JPH08293623A (ja) 1996-11-05

Family

ID=14184826

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP9716095A Pending JPH08293623A (ja) 1995-04-21 1995-04-21 発光ダイオードの製法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH08293623A (ja)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004070851A1 (en) * 2003-02-10 2004-08-19 Showa Denko K.K. Light-emitting diode device and production method thereof
JP2004356600A (ja) * 2003-03-31 2004-12-16 Hitachi Cable Ltd 半導体発光素子
US6838693B2 (en) 2000-07-07 2005-01-04 Nichia Corporation Nitride semiconductor device
US7230263B2 (en) 2001-04-12 2007-06-12 Nichia Corporation Gallium nitride compound semiconductor element
KR100728132B1 (ko) * 2005-12-30 2007-06-13 서울옵토디바이스주식회사 전류 확산층을 이용한 발광 다이오드
US7358522B2 (en) 2001-11-05 2008-04-15 Nichia Corporation Semiconductor device
US7528417B2 (en) 2003-02-10 2009-05-05 Showa Denko K.K. Light-emitting diode device and production method thereof
US7569866B2 (en) 2005-09-30 2009-08-04 Hitachi Cable, Ltd. Semiconductor light-emitting device
US7608859B2 (en) 2005-09-30 2009-10-27 Hitachi Cable, Ltd. Semiconductor light-emitting device with transparent conductive film
EP2458653B1 (en) * 2006-06-23 2023-08-30 LG Electronics Inc. Light emitting diode having vertical topology

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7646009B2 (en) 2000-07-07 2010-01-12 Nichia Corporation Nitride semiconductor device
US9444011B2 (en) 2000-07-07 2016-09-13 Nichia Corporation Nitride semiconductor device
US6838693B2 (en) 2000-07-07 2005-01-04 Nichia Corporation Nitride semiconductor device
US7119378B2 (en) 2000-07-07 2006-10-10 Nichia Corporation Nitride semiconductor device
US9130121B2 (en) 2000-07-07 2015-09-08 Nichia Corporation Nitride semiconductor device
US8698126B2 (en) 2000-07-07 2014-04-15 Nichia Corporation Nitride semiconductor device
US8309948B2 (en) 2000-07-07 2012-11-13 Nichia Corporation Nitride semiconductor device
US7750337B2 (en) 2000-07-07 2010-07-06 Nichia Corporation Nitride semiconductor device
US7230263B2 (en) 2001-04-12 2007-06-12 Nichia Corporation Gallium nitride compound semiconductor element
US7667226B2 (en) 2001-11-05 2010-02-23 Nichia Corporation Semiconductor device
US7358522B2 (en) 2001-11-05 2008-04-15 Nichia Corporation Semiconductor device
US7528417B2 (en) 2003-02-10 2009-05-05 Showa Denko K.K. Light-emitting diode device and production method thereof
WO2004070851A1 (en) * 2003-02-10 2004-08-19 Showa Denko K.K. Light-emitting diode device and production method thereof
JP2004356600A (ja) * 2003-03-31 2004-12-16 Hitachi Cable Ltd 半導体発光素子
US7608859B2 (en) 2005-09-30 2009-10-27 Hitachi Cable, Ltd. Semiconductor light-emitting device with transparent conductive film
US7569866B2 (en) 2005-09-30 2009-08-04 Hitachi Cable, Ltd. Semiconductor light-emitting device
KR100728132B1 (ko) * 2005-12-30 2007-06-13 서울옵토디바이스주식회사 전류 확산층을 이용한 발광 다이오드
EP2458653B1 (en) * 2006-06-23 2023-08-30 LG Electronics Inc. Light emitting diode having vertical topology

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5008718A (en) Light-emitting diode with an electrically conductive window
JP2785254B2 (ja) 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子
JP2890390B2 (ja) 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子
JPH10223929A (ja) AlGaInP発光素子用基板
JPH08293623A (ja) 発光ダイオードの製法
US20070246719A1 (en) P-N Junction-Type Compound Semiconductor Light-Emitting Diode
JP3484997B2 (ja) 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子
US20040224434A1 (en) Method of forming a semiconductor structure for use in a light emitting diode and a semiconductor structure
JP2003008058A (ja) AlGaInPエピタキシャルウエーハ及びそれを製造する方法並びにそれを用いた半導体発光素子
JP3332785B2 (ja) 半導体発光素子およびその製造方法
JPH0974221A (ja) 半導体発光素子
US8026525B2 (en) Boron phosphide-based semiconductor light-emitting device
JP3674412B2 (ja) AlGaInP系発光ダイオード及びその製造方法
JP2000174341A (ja) 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子
JP3763303B2 (ja) 半導体発光素子
CN112802869A (zh) 单片集成氮化物发光波长可调节的白光led及制备方法
JP3788444B2 (ja) 発光ダイオード及びその製造方法
JP4039204B2 (ja) 半導体発光素子用エピタキシャルウェハ及び半導体発光素子
JP2002164569A (ja) 発光素子用エピタキシャルウェハ及び発光素子
JP2950316B2 (ja) 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子及びその製造方法
JP2001015805A (ja) AlGaInP系発光素子及び発光素子用エピタキシャルウェハ
JPH09172198A (ja) 発光ダイオードおよびその製造方法
JPH0945959A (ja) 発光素子
JP3723314B2 (ja) 半導体発光素子
JP2001320083A (ja) AlGaInP系発光素子及び発光素子用エピタキシャルウェハ