JPH08316525A - 発光ダイオード - Google Patents
発光ダイオードInfo
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- JPH08316525A JPH08316525A JP14777396A JP14777396A JPH08316525A JP H08316525 A JPH08316525 A JP H08316525A JP 14777396 A JP14777396 A JP 14777396A JP 14777396 A JP14777396 A JP 14777396A JP H08316525 A JPH08316525 A JP H08316525A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 その構造が改善された光収量を可能にする発
光ダイオードを提供する。 【解決手段】 本発明による発光ダイオードは、二重ヘ
テロ構造（３，４，５）の被覆層（３，５）の間に埋め
込まれた発光層、二重ヘテロ構造の上側被覆層（５）上
に配置されたわずかな厚さの電流伝搬層（６）、及び分
岐した指状の電極（７）を有しかつ電流伝搬層（６）上
に配置された接点層構造部（７，９）を有する。
光ダイオードを提供する。 【解決手段】 本発明による発光ダイオードは、二重ヘ
テロ構造（３，４，５）の被覆層（３，５）の間に埋め
込まれた発光層、二重ヘテロ構造の上側被覆層（５）上
に配置されたわずかな厚さの電流伝搬層（６）、及び分
岐した指状の電極（７）を有しかつ電流伝搬層（６）上
に配置された接点層構造部（７，９）を有する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、発光ダイオードに
関する。
関する。
【０００２】
【従来の技術】過去数年の間にＩＩＩ−Ｖ族半導体、Ｉ
ｎＧａＡｌＰをベースにした発光ダイオードが開発さ
れ、これらは、オレンジ赤ないし緑の色の光を放射し
た。これらダイオードは、通常ＧａＡｓ基板からなり、
この基板は、裏側に全面的な電気接続接点を有する。前
側には、材料システム、Ｉｎ（１−（ｘ＋ｙ））Ｇａｘ
ＡｌｙＰからなる能動構造部が配置されている。能動構
造部の組成は、その格子定数がＧａＡｓ基板に整合する
ように、すなわちｘ＋ｙ＝０．５２に選定されている。
このことは、４８％のインジウム成分に相当する。Ｉｎ
ＧａＡｌＰは、０≦ｙ≦０．３の範囲の高い量子効率を
備えた直接のバンド遷移を有する。バンド間隔は、６２
０ないし５６０ｎｍの範囲の相応する放出波長を有しＥ
ｇａｐ〜２．０ないし２．２ｅＶにある。能動構造部
は、通常ＧａＡｓ基板上に二重ヘテロ構造として構成さ
れている。追加的に二重ヘテロ構造上において上側の接
点層の下に電流を伝搬する層が配置されている。
ｎＧａＡｌＰをベースにした発光ダイオードが開発さ
れ、これらは、オレンジ赤ないし緑の色の光を放射し
た。これらダイオードは、通常ＧａＡｓ基板からなり、
この基板は、裏側に全面的な電気接続接点を有する。前
側には、材料システム、Ｉｎ（１−（ｘ＋ｙ））Ｇａｘ
ＡｌｙＰからなる能動構造部が配置されている。能動構
造部の組成は、その格子定数がＧａＡｓ基板に整合する
ように、すなわちｘ＋ｙ＝０．５２に選定されている。
このことは、４８％のインジウム成分に相当する。Ｉｎ
ＧａＡｌＰは、０≦ｙ≦０．３の範囲の高い量子効率を
備えた直接のバンド遷移を有する。バンド間隔は、６２
０ないし５６０ｎｍの範囲の相応する放出波長を有しＥ
ｇａｐ〜２．０ないし２．２ｅＶにある。能動構造部
は、通常ＧａＡｓ基板上に二重ヘテロ構造として構成さ
れている。追加的に二重ヘテロ構造上において上側の接
点層の下に電流を伝搬する層が配置されている。
【０００３】ドイツ連邦共和国特許出願公開第４０１７
６３２号明細書によれば、二重ヘテロ構造の２つの被覆
層内に埋め込まれた発光層を有するＩｎＧａＡｌＰから
なるこのようなダイオードは公知である。上側被覆層上
には電流伝搬層が設けられており、この電流伝搬層は、
ダイオードの全面にわたって一様な光放出を行なうよう
に考慮している。電流伝搬層がないと、光放出は、前側
接点のすぐ下の範囲に限定されたままであった。公知の
電流伝搬層はＧａｌ−ｘＡｌｘＡｓからなり、その際、
アルミニウム成分ｘは、層が発生された放射に対してか
なりの程度まで透明であるように選定される。しかしな
がら能動構造部によってまだ発生可能な一層短い波長の
場合、アルミニウム含有量は、電流伝搬層がもはや十分
に湿気安定性を持たず、かつこのようにして大量生産に
おける使用にもはや適さない程度に、多く選定しなけれ
ばならない。その他の欠点は、電流伝搬層が、ダイオー
ド構造のその他の層とは相違して、ＭＯＣＶＤ法では製
造できないことにある。電流伝搬のために必要なその厚
さのため、ＭＯＣＶＤ法による成長は、あまりに長いプ
ロセス時間を必要とし、かつそれ故に経済的に使用でき
ない。
６３２号明細書によれば、二重ヘテロ構造の２つの被覆
層内に埋め込まれた発光層を有するＩｎＧａＡｌＰから
なるこのようなダイオードは公知である。上側被覆層上
には電流伝搬層が設けられており、この電流伝搬層は、
ダイオードの全面にわたって一様な光放出を行なうよう
に考慮している。電流伝搬層がないと、光放出は、前側
接点のすぐ下の範囲に限定されたままであった。公知の
電流伝搬層はＧａｌ−ｘＡｌｘＡｓからなり、その際、
アルミニウム成分ｘは、層が発生された放射に対してか
なりの程度まで透明であるように選定される。しかしな
がら能動構造部によってまだ発生可能な一層短い波長の
場合、アルミニウム含有量は、電流伝搬層がもはや十分
に湿気安定性を持たず、かつこのようにして大量生産に
おける使用にもはや適さない程度に、多く選定しなけれ
ばならない。その他の欠点は、電流伝搬層が、ダイオー
ド構造のその他の層とは相違して、ＭＯＣＶＤ法では製
造できないことにある。電流伝搬のために必要なその厚
さのため、ＭＯＣＶＤ法による成長は、あまりに長いプ
ロセス時間を必要とし、かつそれ故に経済的に使用でき
ない。
【０００４】ヨーロッパ特許出願公開第０５４４５１２
号明細書によれば、ＩｎＧａＡｌＰからなる発光ダイオ
ード構造が公知であり、ここではＧａＡｓ基板上におい
て発光層が、二重ヘテロ構造の２つの被覆層の間に配置
され、かつ細かく分岐した構造部が、上側被覆層の上に
配置されており、かつこれに直接電気接触している。電
流伝搬層は、設けられていない。ダイオードの面におけ
る電流の分配は、接点構造の細かい分岐によって行なわ
れる。その際、接点装置の細かい構造を製造するため、
きわめて高度な技術的手間を使わなければならないこと
は不利である。ＬＥＤチップが現在では高々３００μｍ
の縁長さを有することを念頭に置けば、その際多くの投
資費用故に高集積度のスイッチ回路に対して留保された
技術を適用しなければならないことは明らかである。発
光ダイオードを、この装置によって経済的に製造するこ
とは困難である。その上スイッチ回路用シリコンウエハ
のもの以外の発光ダイオード用の化合物半導体ウエハの
表面は、一般に、これら技術の適用を困難にする多くの
障害を含んでいる。
号明細書によれば、ＩｎＧａＡｌＰからなる発光ダイオ
ード構造が公知であり、ここではＧａＡｓ基板上におい
て発光層が、二重ヘテロ構造の２つの被覆層の間に配置
され、かつ細かく分岐した構造部が、上側被覆層の上に
配置されており、かつこれに直接電気接触している。電
流伝搬層は、設けられていない。ダイオードの面におけ
る電流の分配は、接点構造の細かい分岐によって行なわ
れる。その際、接点装置の細かい構造を製造するため、
きわめて高度な技術的手間を使わなければならないこと
は不利である。ＬＥＤチップが現在では高々３００μｍ
の縁長さを有することを念頭に置けば、その際多くの投
資費用故に高集積度のスイッチ回路に対して留保された
技術を適用しなければならないことは明らかである。発
光ダイオードを、この装置によって経済的に製造するこ
とは困難である。その上スイッチ回路用シリコンウエハ
のもの以外の発光ダイオード用の化合物半導体ウエハの
表面は、一般に、これら技術の適用を困難にする多くの
障害を含んでいる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】それ故に本発明の課題
は、その構造が改善された光収量を可能にする発光ダイ
オードを提供することにある。
は、その構造が改善された光収量を可能にする発光ダイ
オードを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この課題は、特許請求の
範囲第１又は２項の特徴を有する発光ダイオードによっ
て解決される。発光ダイオードの有利な構成は、特許請
求の範囲従属請求項の特徴にしたがって行なわれる。
範囲第１又は２項の特徴を有する発光ダイオードによっ
て解決される。発光ダイオードの有利な構成は、特許請
求の範囲従属請求項の特徴にしたがって行なわれる。
【０００７】発光ダイオードは、基板、及び基板上に配
置されかつ二重ヘテロ構造の被覆層の間に埋め込まれた
放射を発生する層からなる。上側被覆層上に電流伝搬層
が配置されており、この電流伝搬層の上に接点層構造部
がある。電流伝搬層は、ほとんど放射を吸収しないよう
にするため、十分に薄い。それによりこれは、ＭＯＣＶ
Ｄ法によって経済的に製造できる。同時に接点層構造部
は、電流伝搬層とともに電流を放射発生層の面に分配す
るため、分岐した指状の電極を有する。しかし分岐した
指状の電極の構造大きさは、まだＬＥＤ製造の標準方法
によって製造できる程度に選定されている。
置されかつ二重ヘテロ構造の被覆層の間に埋め込まれた
放射を発生する層からなる。上側被覆層上に電流伝搬層
が配置されており、この電流伝搬層の上に接点層構造部
がある。電流伝搬層は、ほとんど放射を吸収しないよう
にするため、十分に薄い。それによりこれは、ＭＯＣＶ
Ｄ法によって経済的に製造できる。同時に接点層構造部
は、電流伝搬層とともに電流を放射発生層の面に分配す
るため、分岐した指状の電極を有する。しかし分岐した
指状の電極の構造大きさは、まだＬＥＤ製造の標準方法
によって製造できる程度に選定されている。
【０００８】基板は、有利なようにＧａＡｓからなり、
その上にバッファ層及びＩｎＧａＡｌＰからなる二重ヘ
テロ構造が配置されている。これら層の正確な構造及び
組成は、例えば発光ダイオードによって発生しようとす
る光の波長に依存している。
その上にバッファ層及びＩｎＧａＡｌＰからなる二重ヘ
テロ構造が配置されている。これら層の正確な構造及び
組成は、例えば発光ダイオードによって発生しようとす
る光の波長に依存している。
【０００９】電流伝搬層は、５０及び５００ｎｍの間の
厚さである。厚さのこの範囲は、ＭＯＣＤＶ法によって
経済的に製造できる。それ故に電流伝搬層は、周知の厚
い電流伝搬層とは相違して、能動構造と一緒に製造する
ことができる。電流伝搬層の表示された厚さの場合、放
射の透過の際にまだそれほどの吸収は行なわれない。そ
れ故に材料は、発生された放射に関する吸収特性を考慮
して選択しなくともよい。電流伝搬層は、なるべくＧａ
Ａｓ又は６０％より少ないアルミニウム成分を含むＧａ
ＡｌＡｓからなる。これは、１・１０ｅｘｐ（１８）と
２・１０ｅｘｐ（１９）ｃｍ−３の間の範囲のドーピン
グを有する。有利な構成においてドーピングは、ほぼ１
・１０ｅｘｐ（１９）ｃｍ−３である。電流伝搬層は、
層抵抗Ｒｓ≦２５０Ωを有する。
厚さである。厚さのこの範囲は、ＭＯＣＤＶ法によって
経済的に製造できる。それ故に電流伝搬層は、周知の厚
い電流伝搬層とは相違して、能動構造と一緒に製造する
ことができる。電流伝搬層の表示された厚さの場合、放
射の透過の際にまだそれほどの吸収は行なわれない。そ
れ故に材料は、発生された放射に関する吸収特性を考慮
して選択しなくともよい。電流伝搬層は、なるべくＧａ
Ａｓ又は６０％より少ないアルミニウム成分を含むＧａ
ＡｌＡｓからなる。これは、１・１０ｅｘｐ（１８）と
２・１０ｅｘｐ（１９）ｃｍ−３の間の範囲のドーピン
グを有する。有利な構成においてドーピングは、ほぼ１
・１０ｅｘｐ（１９）ｃｍ−３である。電流伝搬層は、
層抵抗Ｒｓ≦２５０Ωを有する。
【００１０】接点層構造部は、、外方に向かって分岐し
た指状の電極、及びボンディングのための中央面を有す
る。接点層構造部の分岐した指状の電極は、金合金から
なる。金合金は、有利なようにＡｕＺｎ，ＡｕＢｅ，Ａ
ｕＧｅ又はＡｕＧｅＮｉからなる。
た指状の電極、及びボンディングのための中央面を有す
る。接点層構造部の分岐した指状の電極は、金合金から
なる。金合金は、有利なようにＡｕＺｎ，ＡｕＢｅ，Ａ
ｕＧｅ又はＡｕＧｅＮｉからなる。
【００１１】接点層構造部の分岐した指状の電極は、
０．１ないし１μｍの範囲の厚さを有する。有利な構成
において分岐した指状の電極は、０．５μｍの厚さであ
る。
０．１ないし１μｍの範囲の厚さを有する。有利な構成
において分岐した指状の電極は、０．５μｍの厚さであ
る。
【００１２】接点層構造部の分岐した指状の電極は、４
ないし１２μｍの範囲の幅を有する。有利な構成におい
て接点層構造部の分岐した指状の電極は、ほぼ８μｍの
幅である。
ないし１２μｍの範囲の幅を有する。有利な構成におい
て接点層構造部の分岐した指状の電極は、ほぼ８μｍの
幅である。
【００１３】接点層構造部の分岐した指状の電極によっ
て覆われる電流伝搬層の被覆度は、５及び２５％の間に
ある。有利な構成において接点層構造部の分岐した指状
の電極によって覆われる電流伝搬層の被覆度は、ほぼ２
０％である。
て覆われる電流伝搬層の被覆度は、５及び２５％の間に
ある。有利な構成において接点層構造部の分岐した指状
の電極によって覆われる電流伝搬層の被覆度は、ほぼ２
０％である。
【００１４】ボンディングのための中央面は、電流伝搬
層から絶縁されている。第１の構成において電流伝搬層
とボンディングのための中央面との間に絶縁層が挿入さ
れている。有利なように絶縁層は、二酸化シリコンから
なる。
層から絶縁されている。第１の構成において電流伝搬層
とボンディングのための中央面との間に絶縁層が挿入さ
れている。有利なように絶縁層は、二酸化シリコンから
なる。
【００１５】別の構成において電流伝搬層からのボンデ
ィングのための中央面の絶縁は、遮断方向に駆動された
ショットキー接触によって行なわれる。第１の有利な構
成においてショットキー接触は、ＮｉＡｕからなる二重
層によって形成され、この二重層は、１ないし２．５μ
ｍの範囲の厚さを有する。二重層の第１の部分層は、ほ
ぼ５ｎｍの厚さであり、かつＮｉからなる。第２の部分
層はＡｕからなり、かつほぼ１μｍの厚さである。
ィングのための中央面の絶縁は、遮断方向に駆動された
ショットキー接触によって行なわれる。第１の有利な構
成においてショットキー接触は、ＮｉＡｕからなる二重
層によって形成され、この二重層は、１ないし２．５μ
ｍの範囲の厚さを有する。二重層の第１の部分層は、ほ
ぼ５ｎｍの厚さであり、かつＮｉからなる。第２の部分
層はＡｕからなり、かつほぼ１μｍの厚さである。
【００１６】別の構成においてボンディングのための中
央面は、２ないし４．５μｍの範囲の厚さを有するＴｉ
ＷＮ−Ａｌからなる二重層からなる．第１の部分層は、
ほぼ０．２５μｍの厚さであり、かつＴｉＷＮからな
る。第２の部分層は、アルミニウムからなり、かつほぼ
３μｍの厚さである。
央面は、２ないし４．５μｍの範囲の厚さを有するＴｉ
ＷＮ−Ａｌからなる二重層からなる．第１の部分層は、
ほぼ０．２５μｍの厚さであり、かつＴｉＷＮからな
る。第２の部分層は、アルミニウムからなり、かつほぼ
３μｍの厚さである。
【００１７】
【発明の実施の形態】次に図面を参照して実施例により
本発明を説明する。
本発明を説明する。
【００１８】図１は、発光ダイオードの第１の実施例を
示している。電流伝搬層６上に、分岐した指状の電極７
及びボンディングのための中央面９を有する接点層構造
部７、９が配置されている。分岐した指状の電極７は、
電流伝搬層とオーム性接触を形成している。それに対し
てボンディングのための中央面は、電流伝搬層から絶縁
されている。絶縁は、本実施例において、二酸化シリコ
ンからなる層によって行なわれ、この層は、ボンディン
グのための中央面の範囲において接点層構造部の金属皮
膜と電流伝搬層との間に配置されている。絶縁二酸化シ
リコン層の形と大きさは、大体においてボンディングの
ための中央面に対応している。
示している。電流伝搬層６上に、分岐した指状の電極７
及びボンディングのための中央面９を有する接点層構造
部７、９が配置されている。分岐した指状の電極７は、
電流伝搬層とオーム性接触を形成している。それに対し
てボンディングのための中央面は、電流伝搬層から絶縁
されている。絶縁は、本実施例において、二酸化シリコ
ンからなる層によって行なわれ、この層は、ボンディン
グのための中央面の範囲において接点層構造部の金属皮
膜と電流伝搬層との間に配置されている。絶縁二酸化シ
リコン層の形と大きさは、大体においてボンディングの
ための中央面に対応している。
【００１９】“薄い”電流伝搬層６と接点層構造部の分
岐した指状の電極からなる組合せは、発光層の面全体へ
の電流の一様な伝搬を可能にする。これからはボンディ
ングのための中央面の範囲だけが除外されている。絶縁
によりここには電流は流れず、かつ放射は発生されな
い。この範囲において発光層は、いずれにせよ中央面に
よって陰になっている。
岐した指状の電極からなる組合せは、発光層の面全体へ
の電流の一様な伝搬を可能にする。これからはボンディ
ングのための中央面の範囲だけが除外されている。絶縁
によりここには電流は流れず、かつ放射は発生されな
い。この範囲において発光層は、いずれにせよ中央面に
よって陰になっている。
【００２０】ボンディングのための中央面において、線
材ボンディングによる発光ダイオードの前側の接触が行
なわれる。
材ボンディングによる発光ダイオードの前側の接触が行
なわれる。
【００２１】図１の発光ダイオードのここに示された切
断線Ｉ−Ｉ’に沿った横断面は、図２に示されている。
ＧａＡｓからなる基板１上に、まずバッファ層２、それ
から下側被覆層３、放射発生層４及び上側被覆層５から
なる二重ヘテロ構造が配置されている。バッファ層２と
二重ヘテロ構造の層３、４、５は、材料システム、Ｉｎ
ＧａＡｌＰからなる。層の正確な構造、組成及びドーピ
ングは、発生すべき放射の所望の波長に依存しており、
かつ個々の場合に相応して整合しなければならない。
断線Ｉ−Ｉ’に沿った横断面は、図２に示されている。
ＧａＡｓからなる基板１上に、まずバッファ層２、それ
から下側被覆層３、放射発生層４及び上側被覆層５から
なる二重ヘテロ構造が配置されている。バッファ層２と
二重ヘテロ構造の層３、４、５は、材料システム、Ｉｎ
ＧａＡｌＰからなる。層の正確な構造、組成及びドーピ
ングは、発生すべき放射の所望の波長に依存しており、
かつ個々の場合に相応して整合しなければならない。
【００２２】二重ヘテロ構造の上側被覆層５の上に、電
流伝搬層６が配置されている。その厚さは、５０と５０
０ｎｍの間にあるので、この層を通した透過の際の放射
の吸収は、全くないか又はきわめてわずかしかない。そ
れ故に電流伝搬層を構成する材料は、吸収特性を考慮し
て選択しなくともよい。ＧａＡｓ又は６０％より少ない
アルミニウム成分を含むＧａＡｌＡｓが、有利な材料と
わかった。
流伝搬層６が配置されている。その厚さは、５０と５０
０ｎｍの間にあるので、この層を通した透過の際の放射
の吸収は、全くないか又はきわめてわずかしかない。そ
れ故に電流伝搬層を構成する材料は、吸収特性を考慮し
て選択しなくともよい。ＧａＡｓ又は６０％より少ない
アルミニウム成分を含むＧａＡｌＡｓが、有利な材料と
わかった。
【００２３】電流伝搬層のわずかな厚さは、二重ヘテロ
構造の製造のためにも使われるＭＯＤＶＤ法で層を製造
することを可能にする。
構造の製造のためにも使われるＭＯＤＶＤ法で層を製造
することを可能にする。
【００２４】電流伝搬層６の上に、分岐した指状の電極
７及びボンディングのための中央層９を有する接点層構
造部７、９が配置されている。接点層構造は、分岐した
指状の電極の範囲において電流伝搬層とオーム性接触し
ている。中央面は、二酸化シリコンからなる絶縁層によ
って電流伝搬層から分離されている。本実施例において
接点層構造部の金属皮膜は、分岐した指状の電極の範囲
においてかつ中央面の範囲において、金合金からなる。
電流伝搬層の導電タイプに応じて、接点層構造部の材料
は、ＡｕＺｎ−又はＡｕＢｅ−又はＡｕＧｅ−又はＡｕ
ＧｅＮｉ−合金からなる。
７及びボンディングのための中央層９を有する接点層構
造部７、９が配置されている。接点層構造は、分岐した
指状の電極の範囲において電流伝搬層とオーム性接触し
ている。中央面は、二酸化シリコンからなる絶縁層によ
って電流伝搬層から分離されている。本実施例において
接点層構造部の金属皮膜は、分岐した指状の電極の範囲
においてかつ中央面の範囲において、金合金からなる。
電流伝搬層の導電タイプに応じて、接点層構造部の材料
は、ＡｕＺｎ−又はＡｕＢｅ−又はＡｕＧｅ−又はＡｕ
ＧｅＮｉ−合金からなる。
【００２５】分岐した指状の電極の幅は、ほぼ８μｍで
ある。それにより中央面によって覆われていない表面の
部分範囲に対して、ほぼ２０％にある典型的な被覆度が
生じる。
ある。それにより中央面によって覆われていない表面の
部分範囲に対して、ほぼ２０％にある典型的な被覆度が
生じる。
【００２６】図３は、本発明による発光ダイオードの第
２の実施例を示し、かつ図４は、図３のＩＩＩ−ＩＩ
Ｉ’によって示した線に沿った断面を示している。その
際、ダイオードの構造は、大体において第１の実施例と
同じである。中央面が電流伝搬層からどのように絶縁さ
れているかの様式に、相違点がある。第１の実施例に相
応して二重ヘテロ構造の上側被覆層の上に配置された電
流伝搬層上に、分岐した指状の電極が配置されている。
これら電極は、金合金からなり、かつ電流伝搬層とオー
ム性接触を形成している。ボンディングのための中央面
は、第２の金属層によって形成されており、この金属層
は、その下にある電流伝搬層とともに、遮断方向に駆動
されたショットキー接触を形成している。第２の金属層
は、二重層として形成されており、かつＮｉ−Ａｕ又は
ＴｉＷＮ−Ａｌからなる。Ｎｉ又はＴｉＷＮからなる第
１の部分層は、直接電流伝搬層の上に配置されており、
かつこれとショットキー接触を形成している。これは、
Ｎｉの場合、ほぼ５ｎｍの、かつＴｉＷＮの場合、２５
０ｎｍの厚さである。この時第２の部分層として、Ｎｉ
部分層の上にＡｕが、又はＴｉＷＮ部分層の上にＡｌが
配置されている。面はボンディングのために使われるの
で、第２の部分層は比較的厚く；Ａｕの場合ほぼ１μｍ
であり、かつＡｌの場合ほぼ２ないし４μｍである。
２の実施例を示し、かつ図４は、図３のＩＩＩ−ＩＩ
Ｉ’によって示した線に沿った断面を示している。その
際、ダイオードの構造は、大体において第１の実施例と
同じである。中央面が電流伝搬層からどのように絶縁さ
れているかの様式に、相違点がある。第１の実施例に相
応して二重ヘテロ構造の上側被覆層の上に配置された電
流伝搬層上に、分岐した指状の電極が配置されている。
これら電極は、金合金からなり、かつ電流伝搬層とオー
ム性接触を形成している。ボンディングのための中央面
は、第２の金属層によって形成されており、この金属層
は、その下にある電流伝搬層とともに、遮断方向に駆動
されたショットキー接触を形成している。第２の金属層
は、二重層として形成されており、かつＮｉ−Ａｕ又は
ＴｉＷＮ−Ａｌからなる。Ｎｉ又はＴｉＷＮからなる第
１の部分層は、直接電流伝搬層の上に配置されており、
かつこれとショットキー接触を形成している。これは、
Ｎｉの場合、ほぼ５ｎｍの、かつＴｉＷＮの場合、２５
０ｎｍの厚さである。この時第２の部分層として、Ｎｉ
部分層の上にＡｕが、又はＴｉＷＮ部分層の上にＡｌが
配置されている。面はボンディングのために使われるの
で、第２の部分層は比較的厚く；Ａｕの場合ほぼ１μｍ
であり、かつＡｌの場合ほぼ２ないし４μｍである。
【００２７】第２の実施例においても、薄い電流伝搬層
と分岐した指状の電極の組合せによって、電流は、効果
的に発光層の面に分配される。電流伝搬層からのボンデ
ィングのための中央面の絶縁は、これによりいずれにせ
よ陰になる中央面の下の光発生の集中を防止する。
と分岐した指状の電極の組合せによって、電流は、効果
的に発光層の面に分配される。電流伝搬層からのボンデ
ィングのための中央面の絶縁は、これによりいずれにせ
よ陰になる中央面の下の光発生の集中を防止する。
【００２８】第２の実施例による発光ダイオードは、次
のようにして製造することができる。発光層を含む二重
ヘテロ構造を製造した後に、二重ヘテロ構造の上側被覆
層の上に電流を伝搬する薄い層が形成される。これは、
５０ないし５００ｎｍの厚さであり、かつ１・１０ｅｘ
ｐ（１８）と２・１０ｅｘｐ（１９）ｃｍ−３の間の電
荷キャリヤ濃度を有する。電流伝搬層の上に、分岐した
指状の電極を有する接点層構造部が取付けられる。その
際、表面の中央部分は、まずあけておく。接点層構造部
は、なるべく電流伝搬層の導電タイプに応じて、ＡｕＺ
ｎ−又はＡｕＢｅ−又はＡｕＧｅ−又はＡｕＧｅＮｉ−
合金からなる。熱処理プロセスによって、金合金と電流
伝搬層との間にオーム性接触が形成される。続いて表面
の中央部分に、第２の金属層が取付けられ、この第２の
金属層は、電流伝搬層と非オーム性のショットキー接触
を形成し、かつ分岐した金属層に電気的に結合されてい
る。第２の金属層は、ほぼ５ｎｍの厚さのニッケルから
なる薄い固着層、及び１と２．５μｍの間の厚さの金層
からなる。それ故に金層は、それにより後でこの層の上
に線材ボンディングを行なうことができるような厚さに
構成される。これら層の系列は、熱処理されない。金層
は、それより薄く構成してもよく（典型的には０．２５
μｍ）、かつＴｉＷＮとアルミニウムからなる二重層に
よって強化することができる。これら層系列も熱処理さ
れない。
のようにして製造することができる。発光層を含む二重
ヘテロ構造を製造した後に、二重ヘテロ構造の上側被覆
層の上に電流を伝搬する薄い層が形成される。これは、
５０ないし５００ｎｍの厚さであり、かつ１・１０ｅｘ
ｐ（１８）と２・１０ｅｘｐ（１９）ｃｍ−３の間の電
荷キャリヤ濃度を有する。電流伝搬層の上に、分岐した
指状の電極を有する接点層構造部が取付けられる。その
際、表面の中央部分は、まずあけておく。接点層構造部
は、なるべく電流伝搬層の導電タイプに応じて、ＡｕＺ
ｎ−又はＡｕＢｅ−又はＡｕＧｅ−又はＡｕＧｅＮｉ−
合金からなる。熱処理プロセスによって、金合金と電流
伝搬層との間にオーム性接触が形成される。続いて表面
の中央部分に、第２の金属層が取付けられ、この第２の
金属層は、電流伝搬層と非オーム性のショットキー接触
を形成し、かつ分岐した金属層に電気的に結合されてい
る。第２の金属層は、ほぼ５ｎｍの厚さのニッケルから
なる薄い固着層、及び１と２．５μｍの間の厚さの金層
からなる。それ故に金層は、それにより後でこの層の上
に線材ボンディングを行なうことができるような厚さに
構成される。これら層の系列は、熱処理されない。金層
は、それより薄く構成してもよく（典型的には０．２５
μｍ）、かつＴｉＷＮとアルミニウムからなる二重層に
よって強化することができる。これら層系列も熱処理さ
れない。
【００２９】このようにして形成された発光ダイオード
は、高い光収量及び長い寿命の点で優れている。
は、高い光収量及び長い寿命の点で優れている。
【図１】発光ダイオードの第１の実施例を上から見て示
す図である。
す図である。
【図２】図１の発光ダィオードを切断線Ｉ−Ｉ’に沿っ
て示す断面図である。
て示す断面図である。
【図３】発光ダイオードの第２の実施例を上から見て示
す図である。
す図である。
【図４】図２の発光ダイオードを切断線ＩＩＩ−ＩＩ
Ｉ’に沿って示す横断面図である。
Ｉ’に沿って示す横断面図である。
１ 基板 ３，５ 被覆層 ４ 放射発生層 ６ 電流伝搬層 ７ 分岐した指状電極 ９ ボンディングのための中央面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 クラウス・ギレツセン ドイツ連邦共和国ハイルブロン・フイルヒ ヨウシユトラーセ10
Claims (29)
- 【請求項１】 二重ヘテロ構造（３，４，５）の被覆層
（３，５）の間に埋め込まれた発光層、 二重ヘテロ構造の上側被覆層（５）上に配置されたわず
かな厚さの電流伝搬層（６）、及び分岐した指状の電極
（７）を有しかつ電流伝搬層（６）上に配置された接点
層構造部（７，９）を有することを特徴とする、発光ダ
イオード。 - 【請求項２】 基板（１）、基板上に配置されかつ二重
ヘテロ構造（３，４，５）の被覆層（３，５）の間に埋
め込まれた放射を発生する層（４）、上側被覆層（５）
上に配置された電流伝搬層（６）からなり、この電流伝
搬層の上に接点層構造部（７，９）がある、発光ダイオ
ードにおいて、電流伝搬層（６）が、ほとんど放射を吸
収しないため、及びＭＯＣＶＤ法によって経済的に製造
できるようにするために、十分に薄く、かつ接点層構造
部（７，９）が、分岐した指状の電極（７）を有し、こ
れら電極が、電流伝搬層（６）とともに電流を放射発生
層（４）の面に十分に分配することを特徴とする、発光
ダイオード。 - 【請求項３】 二重ヘテロ構造（３，４，５）が、Ｉｎ
ＧａＡｌＰからなることを特徴とする、請求項１又は２
記載の発光ダイオード。 - 【請求項４】 電流伝搬層（６）が、ＧａＡｓからなる
ことを特徴とする、請求項１ないし３の１つに記載の発
光ダイオード。 - 【請求項５】 電流伝搬層（６）が、Ｇａｌ−ｘＡｌｘ
Ａｓからなることを特徴とする、請求項１ないし３の１
つに記載の発光ダイオード。 - 【請求項６】 電流伝搬層（６）が、５０及び５００ｎ
ｍの間の厚さであることを特徴とする、請求項１ないし
５の１つに記載の発光ダイオード。 - 【請求項７】 電流伝搬層（６）が、ほぼ１００ｎｍの
厚さであることを特徴とする、請求項１ないし６の１つ
に記載の発光ダイオード。 - 【請求項８】 電流伝搬層（６）が、１・１０ｅｘｐ
（１８）ｃｍ−３と２・１０ｅｘｐ（１９）ｃｍ−３の
間の範囲のドーピングを有することを特徴とする、請求
項１ないし７の１つに記載の発光ダイオード。 - 【請求項９】 電流伝搬層（６）が、ほぼ１・１０ｅｘ
ｐ（１９）ｃｍ−３のドーピングを有することを特徴と
する、請求項８記載の発光ダイオード。 - 【請求項１０】 電流伝搬層（６）が、２５０Ωより小
さいか等しい層抵抗を有することを特徴とする、請求項
１ないし９の１つに記載の発光ダイオード。 - 【請求項１１】 接点層構造部（７，９）が、外方に向
かって分岐した指状の電極（７）、及びボンディングの
ための中央面（９）を有することを特徴とする、請求項
１ないし１０の１つに記載の発光ダイオード。 - 【請求項１２】 接点層構造部の分岐した指状の電極
（７）が、金合金からなることを特徴とする、請求項１
１記載の発光ダイオード。 - 【請求項１３】 金合金が、ＡｕＺｎ、ＡｕＢｅ、Ａｕ
Ｇｅ及びＡｕＧｅＮｉからなるグループから取出されて
いることを特徴とする、請求項１２記載の発光ダイオー
ド。 - 【請求項１４】 接点層構造部の分岐した指状の電極
（７）が、０．１ないし１μｍの範囲の厚さを有するこ
とを特徴とする、請求項１２又は１３記載の発光ダイオ
ード。 - 【請求項１５】 接点層構造部の分岐した指状の電極
（７）が、０．５μｍの厚さを有することを特徴とす
る、請求項１４記載の発光ダイオード。 - 【請求項１６】 接点層構造部の分岐した指状の電極
（７）が、４ないし１２μｍの範囲の幅を有することを
特徴とする、請求項１１ないし１５の１つに記載の発光
ダイオード。 - 【請求項１７】 接点層構造部の分岐した指状の電極
（７）が、８μｍの幅を有することを特徴とする、請求
項１６記載の発光ダイオード。 - 【請求項１８】 接点層構造部の分岐した指状の電極
（７）によって覆われる電流伝搬層（６）の被覆度が、
５及び２５％の間にあることを特徴とする、請求項１１
ないし１７の１つに記載の発光ダイオード。 - 【請求項１９】 接点層構造部の分岐した指状の電極
（７）によって覆われる電流伝搬層（６）の被覆度が、
２０％であることを特徴とする、請求項１８記載の発光
ダイオード。 - 【請求項２０】 ボンディングのための中央面（９）
が、電流伝搬層（６）から絶縁されていることを特徴と
する、請求項１１ないし１９の１つに記載の発光ダイオ
ード。 - 【請求項２１】 電流伝搬層（６）とボンディングのた
めの中央面（９）との間に絶縁層（８）が挿入されてい
ることを特徴とする、請求項２０記載の発光ダイオー
ド。 - 【請求項２２】 絶縁層（８）が、ＳｉＯ２からなるこ
とを特徴とする、請求項２１記載の発光ダイオード。 - 【請求項２３】 電流伝搬層（６）からのボンディング
のための中央面（９）の絶縁が、遮断方向に駆動された
ショットキー接合部によって行なわれることを特徴とす
る、請求項２０記載の発光ダイオード。 - 【請求項２４】 ボンディングのための中央面（９）
が、ＮｉＡｕからなる二重層からなることを特徴とす
る、請求項２３記載の発光ダイオード。 - 【請求項２５】 ボンディングのための中央面（９）
が、１ないし２．５μｍの範囲の厚さを有することを特
徴とする、請求項２４記載の発光ダイオード。 - 【請求項２６】 二重層の第１の部分層がＮｉからな
り、かつほぼ５ｎｍの厚さを有し、かつ第２の部分層が
Ａｕからなり、かつほぼ１μｍの厚さを有することを特
徴とする、請求項２５記載の発光ダイオード。 - 【請求項２７】 ボンディングのための中央面（９）
が、ＴｉＷＮ−Ａｌからなる二重層からなることを特徴
とする、請求項２３記載の発光ダイオード。 - 【請求項２８】 ボンディングのための中央面（９）
が、２ないし４．５μｍの範囲の厚さを有することを特
徴とする、請求項２７記載の発光ダイオード。 - 【請求項２９】 二重層の第１の部分層がＴｉＷＮから
なり、かつほぼ０．２５μｍの厚さを有し、かつ第２の
部分層がＡｌからなり、かつほぼ３μｍの厚さを有する
ことを特徴とする、請求項２８記載の発光ダイオード。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19517697A DE19517697A1 (de) | 1995-05-13 | 1995-05-13 | Strahlungsemittierende Diode |
| DE19517697.9 | 1995-05-13 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08316525A true JPH08316525A (ja) | 1996-11-29 |
Family
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14777396A Pending JPH08316525A (ja) | 1995-05-13 | 1996-05-08 | 発光ダイオード |
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|---|---|
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| JP (1) | JPH08316525A (ja) |
| KR (1) | KR960043309A (ja) |
| DE (1) | DE19517697A1 (ja) |
| TW (1) | TW332346B (ja) |
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