JPH09129918A - 発光ダイオード - Google Patents
発光ダイオードInfo
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- JPH09129918A JPH09129918A JP29306696A JP29306696A JPH09129918A JP H09129918 A JPH09129918 A JP H09129918A JP 29306696 A JP29306696 A JP 29306696A JP 29306696 A JP29306696 A JP 29306696A JP H09129918 A JPH09129918 A JP H09129918A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
-
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
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- Power Engineering (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 輝度のなお一層良好な増加を引起こし、かつ
良好な環境協調性を保証する、窓層のための材料を提供
する。 【解決手段】 基板（１）、基板（１）のための電気接
点（７）、第１の被覆層（２）及び活性層（３）及び第
２の被覆層（４）からなる活性範囲としてのダブルヘテ
ロ構造、その上に取付けられた窓層（５）、及びその上
に取付けられた電気接点（６）を有する、インジウムガ
リウムアルミニウムリン化物（（ＩｎＧａＡｌ）Ｐ）か
らなる発光ダイオードにおいて、窓層（６）が、ガリウ
ムアルミニウムリン化物（（ＧａＡｌ）Ｐ）からなる。
良好な環境協調性を保証する、窓層のための材料を提供
する。 【解決手段】 基板（１）、基板（１）のための電気接
点（７）、第１の被覆層（２）及び活性層（３）及び第
２の被覆層（４）からなる活性範囲としてのダブルヘテ
ロ構造、その上に取付けられた窓層（５）、及びその上
に取付けられた電気接点（６）を有する、インジウムガ
リウムアルミニウムリン化物（（ＩｎＧａＡｌ）Ｐ）か
らなる発光ダイオードにおいて、窓層（６）が、ガリウ
ムアルミニウムリン化物（（ＧａＡｌ）Ｐ）からなる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、基板、基板のため
の電気接点、第１の被覆層及び活性層及び第２の被覆層
からなる活性範囲としてのダブルヘテロ構造、その上に
取付けられた窓層、及びその上に取付けられた電気接点
を有する、インジウムガリウムアルミニウムリン化物
（（ＩｎＧａＡｌ）Ｐ）からなる発光ダイオードに関す
る。
の電気接点、第１の被覆層及び活性層及び第２の被覆層
からなる活性範囲としてのダブルヘテロ構造、その上に
取付けられた窓層、及びその上に取付けられた電気接点
を有する、インジウムガリウムアルミニウムリン化物
（（ＩｎＧａＡｌ）Ｐ）からなる発光ダイオードに関す
る。
【０００２】発光ダイオード（ＬＥＤ）は、とりわけ表
示及び照明の目的に使われる。これらは、小さな大き
さ、電子システムとの両立性、高度な丈夫さ及び信頼
性、及び長い寿命を特徴としている。とくにインジウム
ガリウムアルミニウムリン化物（（ＩｎＧａＡｌ）Ｐ）
からなる発光ダイオードは、このような現在もっとも明
るい構成要素である。これらは、Ｉｎ（０．４８）Ｇａ
（０．５２−ｘ）Ａｌ（ｘ）Ｐの組成の活性層からな
り、その際、ｘは、所望の色又は放射波長に応じて、
０．０５ないし０．２５の範囲において選択される。か
くして例えばｘ＝０．０５のＡｌ含有量は、ほぼ６２０
ｎｍのオレンジ赤の放射を生じ、ｘ＝０．１５の値は、
５９０ｎｍにおける黄色の放射を生じ、かつｘ＝０．２
５は、ほぼ５６０ｎｍの波長の緑の放射を生じる。この
活性層は、Ｉｎ（０．４８）Ｇａ（０．５２−ｘ）Ａｌ
（ｙ）Ｐからなる別の２つの層の間に囲まれており、こ
れら層は、活性層よりも多くのＡｌ含有量（ｙ＞ｘ）、
したがって大きなエネルギーギャップを有する。３つの
層からなるこの装置は、ダブルヘテロ構造として周知で
ある。０．４８のＩｎ含有量の選択によって、ダブルヘ
テロ構造の３つすべての層は、ガリウムひ素（ＧａＡ
ｓ）と同じ格子定数を有し、かつそれ故にガリウムひ素
基板上に良好な結晶完全度を以てエピタキシャルに堆積
することができる。さらにインジウムガリウムアルミニ
ウムリン化物（（ＩｎＧａＡｌ）Ｐ）から一層大きな厚
さ及び一層大きな導電度の層を製造することが困難かつ
高価であることは、専門家にとって周知である。この材
料からなる発光ダイオードにとってこのことは、例えば
ダイオードの結晶状の表面接点から横断面全体への電流
伝搬が一般に不十分なので、主として不透明な接点の下
において形成される光のかなりの部分が消滅するという
ことを表わしている。この欠点を減少するため、ダブル
ヘテロ構造の上に別の層を取付け、この層ができきるだ
け良好に導電し、かつ発生された光にとって透明である
ようにすることが通常である。
示及び照明の目的に使われる。これらは、小さな大き
さ、電子システムとの両立性、高度な丈夫さ及び信頼
性、及び長い寿命を特徴としている。とくにインジウム
ガリウムアルミニウムリン化物（（ＩｎＧａＡｌ）Ｐ）
からなる発光ダイオードは、このような現在もっとも明
るい構成要素である。これらは、Ｉｎ（０．４８）Ｇａ
（０．５２−ｘ）Ａｌ（ｘ）Ｐの組成の活性層からな
り、その際、ｘは、所望の色又は放射波長に応じて、
０．０５ないし０．２５の範囲において選択される。か
くして例えばｘ＝０．０５のＡｌ含有量は、ほぼ６２０
ｎｍのオレンジ赤の放射を生じ、ｘ＝０．１５の値は、
５９０ｎｍにおける黄色の放射を生じ、かつｘ＝０．２
５は、ほぼ５６０ｎｍの波長の緑の放射を生じる。この
活性層は、Ｉｎ（０．４８）Ｇａ（０．５２−ｘ）Ａｌ
（ｙ）Ｐからなる別の２つの層の間に囲まれており、こ
れら層は、活性層よりも多くのＡｌ含有量（ｙ＞ｘ）、
したがって大きなエネルギーギャップを有する。３つの
層からなるこの装置は、ダブルヘテロ構造として周知で
ある。０．４８のＩｎ含有量の選択によって、ダブルヘ
テロ構造の３つすべての層は、ガリウムひ素（ＧａＡ
ｓ）と同じ格子定数を有し、かつそれ故にガリウムひ素
基板上に良好な結晶完全度を以てエピタキシャルに堆積
することができる。さらにインジウムガリウムアルミニ
ウムリン化物（（ＩｎＧａＡｌ）Ｐ）から一層大きな厚
さ及び一層大きな導電度の層を製造することが困難かつ
高価であることは、専門家にとって周知である。この材
料からなる発光ダイオードにとってこのことは、例えば
ダイオードの結晶状の表面接点から横断面全体への電流
伝搬が一般に不十分なので、主として不透明な接点の下
において形成される光のかなりの部分が消滅するという
ことを表わしている。この欠点を減少するため、ダブル
ヘテロ構造の上に別の層を取付け、この層ができきるだ
け良好に導電し、かつ発生された光にとって透明である
ようにすることが通常である。
【０００３】このいわゆる電流伝搬及び窓層は、周知の
発光ダイオードにおいて種々の材料から製造される。刊
行物、アプライド・フィジクス・レター、６１（１９９
２）、第１７７５−１７７７頁に、Ｇａ（０．２）Ａｌ
（０．８）Ａｓからなる層が記載されている。刊行物、
エレクトロニクス・レター、３０（１９９４）、第１７
９３−１７９４の著者等は、インジウム−すず−酸化物
（ＩＴＯ）を利用している。ヨーロッパ特許第０４３４
２３３号明細書に、ガリウムひ素リン化物（ＧａＡｓ
Ｐ）又はガリウムリン化物（ＧａＰ）からなる透明な窓
層が記載されている。ヨーロッパ特許第０６２７７７２
号明細書に、ガリウムアルミニウムひ素リン化物（Ｇａ
Ａｌ）（ＡｓＰ）からなる電流伝搬層が記載されてお
り、この電流伝搬層は、０ないし８％のわずかなリン含
有量によってその下にあるダブルヘテロ構造の格子構造
に整合されている。さらに複数の異なった材料からなる
組合わせ、例えばヨーロッパ特許第０６１６３７７号明
細書に提案されるように、インジウムガリウムリン化物
（ＩｎＧａ）Ｐからなる腐食防止層を有するガリウムア
ルミニウムひ素（ＧａＡｌ）Ａｓが公知である。同様に
その下にあるＧａＡｓバッファ層とともにガリウムリン
化物からこの層を製造することは周知である。
発光ダイオードにおいて種々の材料から製造される。刊
行物、アプライド・フィジクス・レター、６１（１９９
２）、第１７７５−１７７７頁に、Ｇａ（０．２）Ａｌ
（０．８）Ａｓからなる層が記載されている。刊行物、
エレクトロニクス・レター、３０（１９９４）、第１７
９３−１７９４の著者等は、インジウム−すず−酸化物
（ＩＴＯ）を利用している。ヨーロッパ特許第０４３４
２３３号明細書に、ガリウムひ素リン化物（ＧａＡｓ
Ｐ）又はガリウムリン化物（ＧａＰ）からなる透明な窓
層が記載されている。ヨーロッパ特許第０６２７７７２
号明細書に、ガリウムアルミニウムひ素リン化物（Ｇａ
Ａｌ）（ＡｓＰ）からなる電流伝搬層が記載されてお
り、この電流伝搬層は、０ないし８％のわずかなリン含
有量によってその下にあるダブルヘテロ構造の格子構造
に整合されている。さらに複数の異なった材料からなる
組合わせ、例えばヨーロッパ特許第０６１６３７７号明
細書に提案されるように、インジウムガリウムリン化物
（ＩｎＧａ）Ｐからなる腐食防止層を有するガリウムア
ルミニウムひ素（ＧａＡｌ）Ａｓが公知である。同様に
その下にあるＧａＡｓバッファ層とともにガリウムリン
化物からこの層を製造することは周知である。
【０００４】これら公知の窓層が、インジウムガリウム
アルミニウムリン化物（ＩｎＧａＡｌ）Ｐからなる発光
ダイオードの輝度をかなり高めるとはいえ、これまで利
用されたすべての材料は、所定の欠点を有する：すなわ
ちガリウムアルミニウムひ素（ＧａＡｌ）Ａｓは、黄色
及び緑の放射に対して十分に透明ではなく、かつアルミ
ニウム含有量をさらに多くした際、湿気に対して安定で
はない。インジウム−すず−酸化物（ＩＴＯ）は、高す
ぎる接触抵抗を引起こし、かつガリウムリン化物（Ｇａ
Ｐ）もなおとくに緑のスペクトル範囲にはっきりした吸
収を有する。
アルミニウムリン化物（ＩｎＧａＡｌ）Ｐからなる発光
ダイオードの輝度をかなり高めるとはいえ、これまで利
用されたすべての材料は、所定の欠点を有する：すなわ
ちガリウムアルミニウムひ素（ＧａＡｌ）Ａｓは、黄色
及び緑の放射に対して十分に透明ではなく、かつアルミ
ニウム含有量をさらに多くした際、湿気に対して安定で
はない。インジウム−すず−酸化物（ＩＴＯ）は、高す
ぎる接触抵抗を引起こし、かつガリウムリン化物（Ｇａ
Ｐ）もなおとくに緑のスペクトル範囲にはっきりした吸
収を有する。
【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、輝度のなお一層良好な増加を引起こし、かつ良好な
環境協調性を保証する、窓層のための材料を提供するこ
とにある。
は、輝度のなお一層良好な増加を引起こし、かつ良好な
環境協調性を保証する、窓層のための材料を提供するこ
とにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、この課
題は、窓層が、ガリウムアルミニウムリン化物（（Ｇａ
Ａｌ）Ｐ）からなることによって解決される。
題は、窓層が、ガリウムアルミニウムリン化物（（Ｇａ
Ａｌ）Ｐ）からなることによって解決される。
【０００７】その他の有利な構成は、特許請求の範囲従
属請求項から明らかである。
属請求項から明らかである。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明の実施例を図面に示す。こ
の図は、窓層を有する発光ダイオードの構造を示してい
る。
の図は、窓層を有する発光ダイオードの構造を示してい
る。
【０００９】ガリウムひ素ＧａＡｓからなる基板１及び
基板１に対する電気接点７上に、活性範囲としてダブル
ヘテロ構造がエピタキシャルに堆積されている。このダ
ブルヘテロ構造は、Ｉｎ（０．４８）Ｇａ（０．１２）
Ａｌ（０．４）Ｐからなる第１の被覆層２、Ｉｎ（０．
４８）Ｇａ（０．３７）Ａｌ（０．１５）Ｐからなる活
性層３、Ｉｎ（０．４８）Ｇａ（０．１２）Ａｌ（０．
４）からなる第２の被覆層４からなる。この第２の被覆
層４上に、Ｇａ（０．８）Ａｌ（０．２）Ｐからなる窓
層５がエピタキシャルに堆積されている。窓層５上に、
別の電気接点６が取付けられており、この接点は、窓層
５の表面の一部だけを覆っている。この例の発光ダイオ
ードの動作の際、５９０ｎｍ（黄色）の波長における放
射が放出される。発光ダイオードの動作の際、電流は、
ダイオードの極性に応じて、接点６から接点７へ又はそ
の逆に流れ、その際、電流レーンは、窓層５内において
接点６からダイオードの全横断面に広がる。その際、発
光ダイオードの個々の層の極性は、次のようになってい
ることができる：すなわち基板１はｎ−導電、第１の被
覆層２はｎ−導電、活性層３はｎ−導電、第２の被覆層
４はｐ−導電、窓層５はｐ−導電である。前記層の導電
型が逆の場合、逆の方向に電流の流通が行なわれる。
基板１に対する電気接点７上に、活性範囲としてダブル
ヘテロ構造がエピタキシャルに堆積されている。このダ
ブルヘテロ構造は、Ｉｎ（０．４８）Ｇａ（０．１２）
Ａｌ（０．４）Ｐからなる第１の被覆層２、Ｉｎ（０．
４８）Ｇａ（０．３７）Ａｌ（０．１５）Ｐからなる活
性層３、Ｉｎ（０．４８）Ｇａ（０．１２）Ａｌ（０．
４）からなる第２の被覆層４からなる。この第２の被覆
層４上に、Ｇａ（０．８）Ａｌ（０．２）Ｐからなる窓
層５がエピタキシャルに堆積されている。窓層５上に、
別の電気接点６が取付けられており、この接点は、窓層
５の表面の一部だけを覆っている。この例の発光ダイオ
ードの動作の際、５９０ｎｍ（黄色）の波長における放
射が放出される。発光ダイオードの動作の際、電流は、
ダイオードの極性に応じて、接点６から接点７へ又はそ
の逆に流れ、その際、電流レーンは、窓層５内において
接点６からダイオードの全横断面に広がる。その際、発
光ダイオードの個々の層の極性は、次のようになってい
ることができる：すなわち基板１はｎ−導電、第１の被
覆層２はｎ−導電、活性層３はｎ−導電、第２の被覆層
４はｐ−導電、窓層５はｐ−導電である。前記層の導電
型が逆の場合、逆の方向に電流の流通が行なわれる。
【００１０】本発明によれば、窓層５はガリウムアルミ
ニウムリン化物（ＧａＡｌ）Ｐからなるので、これは、
従来技術による窓層より大きなエネルギーギャップを有
し、かつそれ故にわずかしか光を吸収せず、したがって
ダイオードは、一層高い輝度を有する。その際、窓層５
のアルミニウム含有量は、０．１と５０％の間にあるこ
とができる。なるべく窓層の厚さは、０．５と３０μｍ
の間にある。
ニウムリン化物（ＧａＡｌ）Ｐからなるので、これは、
従来技術による窓層より大きなエネルギーギャップを有
し、かつそれ故にわずかしか光を吸収せず、したがって
ダイオードは、一層高い輝度を有する。その際、窓層５
のアルミニウム含有量は、０．１と５０％の間にあるこ
とができる。なるべく窓層の厚さは、０．５と３０μｍ
の間にある。
【図１】窓層を有する発光ダイオードの構造を示す図で
ある。
ある。
１ 基板 ２，４ 被覆層 ３ 活性層 ５ 窓層 ６，７ 接点
───────────────────────────────────────────────────── 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 (72)発明者 アルバート・マーシヤル ドイツ連邦共和国フライン・トラウベンシ ユトラーセ２／１
Claims (3)
- 【請求項１】 基板（１）、基板（１）のための電気接
点（７）、第１の被覆層（２）及び活性層（３）及び第
２の被覆層（４）からなる活性範囲としてのダブルヘテ
ロ構造、その上に取付けられた窓層（５）、及びその上
に取付けられた電気接点（６）を有する、インジウムガ
リウムアルミニウムリン化物（（ＩｎＧａＡｌ）Ｐ）か
らなる発光ダイオードにおいて、窓層（６）が、ガリウ
ムアルミニウムリン化物（（ＧａＡｌ）Ｐ）からなるこ
とを特徴とする、発光ダイオード。 - 【請求項２】 窓層（５）のアルミニウム含有量が、
０．１％と５０％の間であることを特徴とする、請求項
１記載の発光ダイオード。 - 【請求項３】 窓層（５）の厚さが、０．５と３０μｍ
の間であ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。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19537543A DE19537543A1 (de) | 1995-10-09 | 1995-10-09 | Lichtemittierende Diode |
| DE19537543.2 | 1995-10-09 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09129918A true JPH09129918A (ja) | 1997-05-16 |
Family
ID=7774380
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29306696A Pending JPH09129918A (ja) | 1995-10-09 | 1996-10-01 | 発光ダイオード |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5726465A (ja) |
| JP (1) | JPH09129918A (ja) |
| KR (1) | KR970024328A (ja) |
| DE (1) | DE19537543A1 (ja) |
| GB (1) | GB2306047B (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20020032073A1 (en) * | 1998-02-11 | 2002-03-14 | Joseph J. Rogers | Highly durable and abrasion resistant composite diamond-like carbon decorative coatings with controllable color for metal substrates |
| JP2000068554A (ja) | 1998-08-21 | 2000-03-03 | Sharp Corp | 半導体発光素子 |
| US6423984B1 (en) * | 1998-09-10 | 2002-07-23 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Light-emitting semiconductor device using gallium nitride compound semiconductor |
| KR100305572B1 (ko) * | 1998-12-02 | 2001-11-22 | 이형도 | 발광다이오드및그제조방법 |
| JP4055405B2 (ja) * | 2001-12-03 | 2008-03-05 | ソニー株式会社 | 電子部品及びその製造方法 |
| DE10329515B9 (de) * | 2003-06-30 | 2022-01-20 | OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Elektromagnetische Strahlung emittierendes Bauelement und Verfahren zu dessen Herstellung |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4062035A (en) * | 1975-02-05 | 1977-12-06 | Siemens Aktiengesellschaft | Luminescent diode |
| US5048035A (en) * | 1989-05-31 | 1991-09-10 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor light emitting device |
| US5153889A (en) * | 1989-05-31 | 1992-10-06 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor light emitting device |
| US5103271A (en) * | 1989-09-28 | 1992-04-07 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor light emitting device and method of fabricating the same |
| US5008718A (en) * | 1989-12-18 | 1991-04-16 | Fletcher Robert M | Light-emitting diode with an electrically conductive window |
| US5233204A (en) * | 1992-01-10 | 1993-08-03 | Hewlett-Packard Company | Light-emitting diode with a thick transparent layer |
| GB2270199B (en) * | 1992-08-25 | 1995-05-10 | Mitsubishi Cable Ind Ltd | Semiconductor light emitting element |
| JP3264563B2 (ja) * | 1993-03-15 | 2002-03-11 | 株式会社東芝 | 半導体発光素子及びその製造方法 |
| JP2900754B2 (ja) * | 1993-05-31 | 1999-06-02 | 信越半導体株式会社 | ＡｌＧａＩｎＰ系発光装置 |
| GB2284705B (en) * | 1993-12-08 | 1997-06-25 | Huang Kuo Hsin | Efficient light emitting diodes with modified window layers |
-
1995
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