JPH0945956A - Light emitting diode and fabrication thereof - Google Patents
Light emitting diode and fabrication thereofInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は発光ダイオード（Ｌ
ＥＤ）に係り、特に光取出面をｐ型層としたＧａＡｌＡ
ｓ系ＬＥＤに関するものである。The present invention relates to a light emitting diode (L)
ED), especially GaAlA with a light extraction surface as a p-type layer
The present invention relates to an s-based LED.
【０００２】[0002]
【従来の技術】ＧａＡｌＡｓ系赤色ＬＥＤは高輝度が得
られるため屋内、屋外の表示用として使用されている。
このＧａＡｌＡｓ系赤色ＬＥＤ用のエピタキシャルウェ
ハは液相成長法を用いてＧａＡｓ基板上にｐｎヘテロ接
合を形成することで得られるが、その構造上シングルヘ
テロ構造、ダブルヘテロ構造、及びｐｎヘテロ接合を形
成した後にＧａＡｓ基板を除去する裏面反射構造があ
る。2. Description of the Related Art GaAlAs red LEDs are used for indoor and outdoor displays because of their high brightness.
The GaAlAs-based red LED epitaxial wafer is obtained by forming a pn heterojunction on a GaAs substrate using a liquid phase epitaxy method. Due to its structure, a single heterostructure, a double heterostructure, and a pn heterojunction are formed. After that, there is a back surface reflection structure for removing the GaAs substrate.
【０００３】(1) これらのうちダブルヘテロ構造の従来
例としては、図３に示すように、ｐ型ＧａＡｓ基板５上
にｐ型ＧａＡｌＡｓクラッド層６、ｐ型ＧａＡｌＡｓ活
性層７、ｎ型ＧａＡｌＡｓクラッド層８が順次形成され
た構造となっており、ｎ型ＧａＡｌＡｓクラッド層８側
が光取出面となる。(1) Among these, as a conventional example of a double hetero structure, as shown in FIG. 3, a p-type GaAlAs clad layer 6, a p-type GaAlAs active layer 7, and an n-type GaAlAs clad are formed on a p-type GaAs substrate 5. It has a structure in which layers 8 are sequentially formed, and the n-type GaAlAs cladding layer 8 side serves as a light extraction surface.
【０００４】(2) また、シングルヘテロ構造の従来例と
しては図４に示すように、高出力化の点から、ｎ型基板
９上にｎ型ＧａＡｌＡｓ活性層１０、ｐ型ＧａＡｌＡｓ
クラッド層１１を順次形成した構造のＬＥＤが作られて
いる（特開昭６２−６６６８７号公報）。(2) As a conventional example of a single hetero structure, as shown in FIG. 4, from the viewpoint of high output, an n-type GaAlAs active layer 10 and a p-type GaAlAs are formed on an n-type substrate 9.
An LED having a structure in which the clad layer 11 is sequentially formed is manufactured (Japanese Patent Laid-Open No. 62-66687).
【０００５】(3) また、裏面反射構造の従来例としては
図５に示すように、ｎ型基板１２上にｎ型ＧａＡｌＡｓ
クラッド層１３、ｐ型ＧａＡｌＡｓ活性層１４、ｐ型Ｇ
ａＡｌＡｓクラッド層１５を順次形成してダブルヘテロ
構造とし、その後基板１２を除去したＬＥＤが作られて
いる（特開平３−２３４０６９号公報）。(3) As a conventional example of the back surface reflection structure, as shown in FIG. 5, n-type GaAlAs is formed on an n-type substrate 12.
Cladding layer 13, p-type GaAlAs active layer 14, p-type G
An LED is manufactured in which the aAlAs clad layer 15 is sequentially formed to have a double hetero structure, and then the substrate 12 is removed (Japanese Patent Laid-Open No. 234069/1993).
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
のものには次のような問題点があった。However, the above-mentioned conventional device has the following problems.
【０００７】(1) 図３に示すものは高い輝度が得られる
が、光取出面がｎ型層であるため、多色発光ディスプレ
イに使用する場合、赤色以外の他のＬＥＤの光取出面が
ｐ型層であり導電型が異なることから、多色発光ディス
プレイの製造が難しくなる。 (2) 図４に示すものは、光取出面はｐ型層であるが、 シングルヘテロ構造であるため、発光効率が悪い。(1) Although the one shown in FIG. 3 can obtain high brightness, since the light extraction surface is an n-type layer, when it is used for a multi-color light emitting display, the light extraction surface of LEDs other than red is different. Since it is a p-type layer and has a different conductivity type, it is difficult to manufacture a multicolor light emitting display. (2) In the structure shown in FIG. 4, the light extraction surface is a p-type layer, but the light emission efficiency is poor because of the single hetero structure.
【０００８】ｎ型活性層１０がＴｅドープのため結晶
性が悪く、そのため発光効率（内部量子効率）が悪い。Since the n-type active layer 10 is Te-doped, the crystallinity is poor, so that the luminous efficiency (internal quantum efficiency) is poor.
【０００９】注入少数キャリアのホールは拡散長が短
く、そのためｐｎ界面の非発光中心が多い領域で再結合
する。The holes of the injected minority carriers have a short diffusion length, and therefore recombine in a region having many non-radiative centers at the pn interface.
【００１０】(3) 図５に示すものも、光取出面はｐ型層
であるが、 裏面反射構造タイプは、Ｔｅドープｎ型クラッド層１
３が厚いため結晶性が悪く、また活性層１４も結晶性が
悪い。そのため発光効率が悪い。(3) In the structure shown in FIG. 5, the light extraction surface is also a p-type layer, but the back reflection structure type is a Te-doped n-type cladding layer 1
Since 3 is thick, the crystallinity is poor, and the active layer 14 also has poor crystallinity. Therefore, the luminous efficiency is poor.
【００１１】基板１２を除去する裏面反射構造のため
製造工程が多く、そのため製造原価が高い。Since the substrate 12 is removed to form the back surface reflection structure, many manufacturing steps are required, which results in high manufacturing cost.
【００１２】基板１２に代えてクラッド層１３を厚く
する必要があるが、厚いクラッド層１３を成長するのが
難しい。Although it is necessary to make the cladding layer 13 thick instead of the substrate 12, it is difficult to grow the thick cladding layer 13.
【００１３】(4) 上記(2) 、(3) の２つの構造のＬＥＤ
は、ｎ型基板上にエピタキシャル成長を行うが、成長温
度８００〜１０００℃においては、ｐ型ドーパントのＺ
ｎの拡散によりｎ型基板表面の一部がｐ型に反転してし
まうという問題もある。そのため製造上の歩留りは低
い。(4) LED having the two structures of (2) and (3) above
Epitaxially grows on an n-type substrate, but at a growth temperature of 800 to 1000 ° C., the p-type dopant Z
There is also a problem that part of the surface of the n-type substrate is inverted to p-type due to diffusion of n. Therefore, the manufacturing yield is low.
【００１４】本発明の目的は、前記した従来技術の問題
点を解消して、光取出面がｐ型層で、従来の光取出面が
ｎ型層であるダブルヘテロ構造のものより高い発光出力
が得られるＧａＡｌＡｓ系ＬＥＤを提供することにあ
る。An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, and to provide a light emission output higher than that of a double hetero structure in which the light extraction surface is a p-type layer and the conventional light extraction surface is an n-type layer. To provide a GaAlAs LED.
【００１５】また本発明の目的は、さらに、歩留りのよ
いＧａＡｌＡｓ系ＬＥＤを提供することにある。Another object of the present invention is to provide a GaAlAs LED having a high yield.
【００１６】また本発明の目的は、製造工程の僅かな変
更によって、歩留り良く高い発光出力が得られ、かつ容
易に製造することが可能なＧａＡｌＡｓ系ＬＥＤの製造
方法を提供することにある。Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a GaAlAs-based LED, which can obtain a high emission output with a good yield and can be easily manufactured by slightly changing the manufacturing process.
【００１７】[0017]
【課題を解決するための手段】第１の発明は、ｎ型Ｇａ
Ａｓ基板、この基板上に形成されたｎ型ＧａＡｌＡｓク
ラッド層、このクラッド層上に形成されたｐ型ＧａＡｌ
Ａｓ活性層、この活性層上に形成されたｐ型ＧａＡｌＡ
ｓクラッド層を備え、上記ｎ型ＧａＡｌＡｓクラッド層
のキャリア濃度が４〜１２×１０17cm-3であるＧａＡｌ
Ａｓ系ダブルヘテロ構造のＬＥＤである。A first invention is an n-type Ga.
As substrate, n-type GaAlAs clad layer formed on this substrate, p-type GaAl formed on this clad layer
As active layer, p-type GaAlA formed on this active layer
GaAl in which the carrier concentration of the n-type GaAlAs clad layer is 4 to 12 × 10 17 cm −3.
It is an As-based double heterostructure LED.
【００１８】第２の発明は、第１の発明のＬＥＤにおい
て、ｎ型ＧａＡｌＡｓクラッド層のキャリア濃度を５〜
１２×１０17cm-3にしたものである。A second invention is the LED of the first invention, wherein the carrier concentration of the n-type GaAlAs cladding layer is 5 to 5.
It is 12 × 10 17 cm −3 .
【００１９】また第３の発明は、ｎ型ＧａＡｓ基板上に
ｎ型ＧａＡｌＡｓクラッド層、ｐ型ＧａＡｌＡｓ活性
層、ｐ型ＧａＡｌＡｓクラッド層を液相エピタキシャル
法で順次成長させるＬＥＤの製造方法において、ｎ型Ｇ
ａＡｌＡｓクラッド層成長前にｎ型ＧａＡｓ基板表面を
メルトバックするとともに、ｎ型ＧａＡｌＡｓクラッド
層のキャリア濃度が５〜１２×１０17cm-3となるように
したものである。A third invention is an LED manufacturing method in which an n-type GaAlAs cladding layer, a p-type GaAlAs active layer, and a p-type GaAlAs cladding layer are sequentially grown on an n-type GaAs substrate by a liquid phase epitaxial method. G
The surface of the n-type GaAs substrate is melted back before the growth of the aAlAs clad layer, and the carrier concentration of the n-type GaAlAs clad layer is set to 5 to 12 × 10 17 cm −3 .
【００２０】第１の発明のように、ｎ型ＧａＡｓ基板上
にｎ型ＧａＡｌＡｓクラッド層、ｐ型ＧａＡｌＡｓ活性
層、ｐ型ＧａＡｌＡｓクラッド層を順次形成したダブル
ヘテロ構造にした場合には、ｎ型基板と反対側の光取出
面となるエピタキシャル層をｐ型層にすることができ
る。また正孔の閉じ込め効果のあるダブルヘテロ構造で
あるため、シングルヘテロ構造よりも発光光率がよい。
本発明では、裏面反射構造のものに比べｎ型ＧａＡｌＡ
ｓクラッド層の厚さが薄いため結晶性が良く、またキャ
リア濃度の上限を１２×１０17cm-3としてｎ型ドーパン
ト量を抑えたので、発光領域の結晶性が悪くならず、そ
のため発光効率が良好になり、従来の光取出面がｎ型層
であるダブルヘテロ構造のものより高い発光出力が得ら
れる。In the case of the double hetero structure in which the n-type GaAlAs clad layer, the p-type GaAlAs active layer and the p-type GaAlAs clad layer are sequentially formed on the n-type GaAs substrate as in the first invention, the n-type substrate is obtained. The epitaxial layer which becomes the light extraction surface on the opposite side can be a p-type layer. In addition, since the double hetero structure has a hole confinement effect, the light emission efficiency is better than that of the single hetero structure.
In the present invention, n-type GaAlA is used as compared with the case of the back reflection structure.
Since the s-clad layer is thin, the crystallinity is good, and the upper limit of the carrier concentration is 12 × 10 17 cm −3 to suppress the amount of the n-type dopant, so that the crystallinity of the light emitting region is not deteriorated and therefore the light emission efficiency is improved. Is improved, and a higher light emission output can be obtained as compared with the conventional double hetero structure having an n-type light extraction surface.
【００２１】第２の発明のように、ｎ型ＧａＡｌＡｓク
ラッド層のキャリア濃度の下限を５１０17cm-3として、
ｎ型基板表面の一部が反転しないようにしたので、歩留
りも良好にすることができる。As in the second invention, the lower limit of the carrier concentration of the n-type GaAlAs cladding layer is 510 17 cm -3 ,
Since a part of the surface of the n-type substrate is not turned over, the yield can be improved.
【００２２】また第３の発明では、ｎ型基板表面の一部
がＺｎ拡散によりｐ型に反転してしまう。その対策とし
て、ｎ型ＧａＡｌＡｓクラッド層成長前にｎ型ＧａＡｓ
基板表面（ｐ型反転層）をメルトバックする。基板表面
をメルトバックすると、ｎ型クラッド層用溶液中にＺｎ
とＳｉが入るため、ｎ型クラッド層の初期成長層がｐ型
となってしまう。そこでｎ型クラッド層のキャリア濃度
の下限を５×１０17cm-3にすることにより、メルトバッ
クしてもｐ型層ができないようにする。また、ｎ型Ｇａ
ＡｌＡｓクラッド層のキャリア濃度を５〜１２×１０17
cm-3にしたことにより、高出力のＬＥＤを歩留り良く製
造できる。そして、基板を残す構造であるため、基板を
除去する裏面反射構造と違い製造工程が少なく、また厚
いエピタキシャル層を成長する必要がないので、容易に
製造できる。Further, in the third invention, a part of the surface of the n-type substrate is inverted to p-type due to Zn diffusion. As a countermeasure, n-type GaAs is grown before the growth of the n-type GaAlAs cladding layer.
The substrate surface (p-type inversion layer) is melted back. When the substrate surface is melted back, Zn is added to the solution for the n-type cladding layer.
Since Si enters, the initial growth layer of the n-type cladding layer becomes p-type. Therefore, the lower limit of the carrier concentration of the n-type cladding layer is set to 5 × 10 17 cm −3 so that the p-type layer cannot be formed even when melted back. In addition, n-type Ga
The carrier concentration of the AlAs clad layer is 5 to 12 × 10 17
By setting cm -3 , high output LEDs can be manufactured with high yield. Further, since the substrate is left in the structure, unlike the back surface reflection structure in which the substrate is removed, the number of manufacturing steps is small, and it is not necessary to grow a thick epitaxial layer, so that the structure can be easily manufactured.
【００２３】[0023]
【発明の実施の形態】以下に本発明のＧａＡｌＡｓ系赤
色ＬＥＤの実施の形態をＬＥＤ用エピタキシャルウェハ
について説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of a GaAlAs-based red LED of the present invention will be described below with respect to an LED epitaxial wafer.
【００２４】ＬＥＤ用エピタキシャルウェハの構造を図
１に示す。これはｎ型ＧａＡｓ基板１、基板１上に形成
されたｎ型ＧａＡｌＡｓクラッド層２、クラッド層２上
に形成されたｐ型ＧａＡｌＡｓ活性層３、活性層３上に
形成されたｐ型ＧａＡｌＡｓクラッド層４を備え、ダブ
ルヘテロ構造をしている。ｎ型ＧａＡｌＡｓクラッド層
のキャリア濃度は、高輝度、高歩留りとするために５〜
１２×１０17cm-3とする。The structure of the LED epitaxial wafer is shown in FIG. This is an n-type GaAs substrate 1, an n-type GaAlAs clad layer 2 formed on the substrate 1, a p-type GaAlAs active layer 3 formed on the clad layer 2, and a p-type GaAlAs clad layer formed on the active layer 3. 4 has a double hetero structure. The carrier concentration of the n-type GaAlAs cladding layer is 5 to obtain high brightness and high yield.
It is 12 × 10 17 cm -3 .
【００２５】このような構造のＬＥＤ用エピタキシャル
ウェハを製造するには、スライドボート法によりＳｉド
ープのｎ型ＧａＡｓ基板１上に、Ｔｅドープのｎ型Ｇａ
ＡｌＡｓクラッド層２、Ｚｎドープのｐ型ＧａＡｌＡｓ
活性層３、同じくＺｎドープのｐ型ＧａＡｌＡｓクラッ
ド層４を順次成長する。これらのエピタキシャル層の成
長温度は、従来と同じ８００〜１０００℃である。In order to manufacture an LED epitaxial wafer having such a structure, a Te-doped n-type Ga is formed on a Si-doped n-type GaAs substrate 1 by a slide boat method.
AlAs clad layer 2, Zn-doped p-type GaAlAs
An active layer 3 and a Zn-doped p-type GaAlAs cladding layer 4 are grown in sequence. The growth temperature of these epitaxial layers is 800 to 1000 ° C., which is the same as the conventional one.
【００２６】ここで、ｎ型ＧａＡｌＡｓクラッド層２を
成長する際に、そのままｎ型ＧａＡｓ基板１上に成長さ
せると、ｎ型ＧａＡｓ基板１表面の一部がＺｎの拡散に
よりｐ型に反転してしまい不良の原因となる。そこで、
そのような不良の原因を除去するために、基板表面を数
μｍ、好ましくは３μｍメルトバックしてからｎ型Ｇａ
ＡｌＡｓクラッド層２を成長させる。When the n-type GaAlAs cladding layer 2 is grown on the n-type GaAs substrate 1 as it is, a part of the surface of the n-type GaAs substrate 1 is inverted to p-type due to Zn diffusion. It becomes a cause of failure. Therefore,
In order to remove the cause of such defects, the substrate surface is melted back by several μm, preferably 3 μm, and then n-type Ga is melted.
The AlAs cladding layer 2 is grown.
【００２７】ここに上記製造方法でｎ型ＧａＡｌＡｓク
ラッド層２のキャリア濃度がそれぞれ４×１０17cm
-3（Ａ）、５×１０17cm-3（Ｂ）、８×１０17cm
-3（Ｃ）、１２×１０17cm-3（Ｄ）、１３×１０17cm-3
（Ｅ）となるように、ｎ型ドーパントであるＴｅ量を決
めて、５枚のエピタキシャルウェハを作った。その後、
ｐ型ＧａＡｌＡｓクラッド層４が光取出面となるように
ウェハの上下面にオーミック電極を付けてＬＥＤを作製
し、その発光出力を測定した。また比較例として図３に
示す従来の基板をｐ型とするダブルヘテロ構造ＧａＡｌ
Ａｓ系赤色ＬＥＤの発光出力（Ｆ）も測定した。結果を
図２に示す。Here, the carrier concentration of the n-type GaAlAs cladding layer 2 is 4 × 10 17 cm by the above manufacturing method.
-3 (A), 5 x 10 17 cm -3 (B), 8 x 10 17 cm
-3 (C), 12 x 10 17 cm -3 (D), 13 x 10 17 cm -3
Five epitaxial wafers were prepared by determining the amount of Te, which is an n-type dopant, so as to obtain (E). afterwards,
An ohmic electrode was attached to the upper and lower surfaces of the wafer so that the p-type GaAlAs clad layer 4 became the light extraction surface to fabricate an LED, and the emission output thereof was measured. In addition, as a comparative example, the conventional substrate shown in FIG.
The emission output (F) of the As-based red LED was also measured. The results are shown in FIG.
【００２８】キャリア濃度が高くなるにつれて発光出力
が低下し、Ｅで示す１３×１０17cm-3のＬＥＤは従来の
ＬＥＤより低いことがわかった。これはドーパントであ
るＴｅ量を増やしていくと、ｎ型ＧａＡｌＡｓクラッド
層２の結晶性が悪くなり、その上に成長する活性層３の
結晶性も悪くなるため、発光出力が低下したためと考え
られる。It was found that the emission output decreased as the carrier concentration increased, and the 13 × 10 17 cm -3 LED indicated by E was lower than the conventional LED. It is considered that this is because as the amount of Te, which is a dopant, is increased, the crystallinity of the n-type GaAlAs cladding layer 2 is deteriorated and the crystallinity of the active layer 3 grown on the n-type GaAlAs cladding layer 2 is also deteriorated, so that the light emission output is reduced. .
【００２９】次に、従来のＬＥＤ（図３のもの）よりも
発光出力の低いキャリア濃度１３×１０17cm-3を除くと
ともに、キャリア濃度が４、５、７、８、１０、１２×
１０17cm-3のウェハからそれぞれ１０００個のＬＥＤ
（光取出面はｐ型ＧａＡｌＡｓクラッド層４）を作り、
電気特性を測定した。電気特性の歩留りの結果を表１に
示す。この表はｎ型クラッド層の最適なキャリア濃度を
見出すために行ったキャリア濃度と歩留りの関係を示し
た表である。Next, the carrier concentration of 13 × 10 17 cm -3, which has a lower light emission output than that of the conventional LED (FIG. 3), is removed, and the carrier concentration is 4, 5, 7, 8, 10, 12 ×.
1000 LEDs each from 10 17 cm -3 wafer
(The light extraction surface is a p-type GaAlAs clad layer 4),
The electrical characteristics were measured. Table 1 shows the results of the yield of electric characteristics. This table is a table showing the relationship between the carrier concentration and the yield, which was performed to find the optimum carrier concentration of the n-type cladding layer.
【００３０】[0030]
【表１】 [Table 1]
【００３１】発光出力の最も高かった低濃度の４×１０
17cm-3のウェハは歩留りが極端に低い。これはＳｉドー
プｎ型ＧａＡｓ基板１表面をメルトバックしているが、
メルトバックにもかかわらず、Ｔｅ濃度が低すぎるた
め、ＳｉとＺｎの影響によりｎ型ＧａＡｌＡｓクラッド
層２の基板１側の部分が一部ｐ型に反転しているのが原
因と考えられる。したがって歩留りを高めるためには、
ｐ型反転しないように、上記濃度よりも高い５×１０17
cm-3以上のキャリア濃度で成長しなければならないこと
がわかった。4 × 10 of low concentration, which had the highest light emission output
The 17 cm -3 wafer has an extremely low yield. This melts back the surface of the Si-doped n-type GaAs substrate 1,
Despite the meltback, the Te concentration is too low, and it is considered that a part of the n-type GaAlAs cladding layer 2 on the substrate 1 side is inverted to p-type due to the influence of Si and Zn. Therefore, to increase the yield,
5 × 10 17 higher than the above concentration to prevent p-type inversion
It was found that the carrier concentration must be higher than cm -3 .
【００３２】以上の結果により、従来品より発光出力が
高く、歩留りも比較的良好なｎ型ＧａＡｌＡｓクラッド
層２のキャリア濃度は５〜１２×１０17cm-3が好ましい
ことが分かった。また、表１からキャリア濃度は８×１
０17cm-3が最適で、そのときの歩留りは９８．８％で製
造できることもわかった。From the above results, it was found that the carrier concentration of the n-type GaAlAs cladding layer 2 having a higher emission output than the conventional product and a relatively good yield is preferably 5 to 12 × 10 17 cm -3 . Moreover, from Table 1, the carrier concentration is 8 × 1.
It was also found that 0 17 cm -3 is optimal, and the yield at that time can be manufactured at 98.8%.
【００３３】このように本実施の形態によれば光取出面
がｎ型層である従来のダブルヘテロ構造の赤色ＬＥＤよ
り輝度が高く、光取出面がｐ型層である赤色ＬＥＤを容
易に製造できる。したがって、本実施の形態の赤色ＬＥ
Ｄを使用することにより、全色のＬＥＤの光取出面が全
てｐ型層となるため多色発光ディスプレイの製造が容易
になる。As described above, according to the present embodiment, the red LED having the light extraction surface of the n-type layer has higher brightness than the conventional red LED having the double hetero structure and the light extraction surface of the p-type layer is easily manufactured. it can. Therefore, the red LE of the present embodiment
The use of D makes it easy to manufacture a multicolor light emitting display because the light extraction surfaces of all color LEDs are p-type layers.
【００３４】なお、上述した実施例では赤色ＬＥＤの場
合について説明したが、本発明はこれに限定されず、赤
外ＬＥＤについても適用できる。In the above-mentioned embodiment, the case of the red LED has been described, but the present invention is not limited to this and can be applied to the infrared LED.
【００３５】[0035]
【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、ｎ型Ｇ
ａＡｓ基板上にキャリア濃度が１２×１０17cm-3以下の
ｎ型ＧａＡｌＡｓクラッド層を含むＧａＡｌＡｓ系ダブ
ルヘテロ構造を形成したので、従来のダブルヘテロ構造
のものよりも高い発光出力をｐ型層の光取出面から取り
出すことができる。According to the invention described in claim 1, n-type G
Since the GaAlAs-based double hetero structure including the n-type GaAlAs clad layer having a carrier concentration of 12 × 10 17 cm −3 or less is formed on the aAs substrate, a higher light emission output than that of the conventional double hetero structure is obtained by the p-type layer. It can be taken out from the light extraction surface.
【００３６】請求項２に記載の発明によれば、ｎ型Ｇａ
ＡｌＡｓクラッド層のキャリア濃度を５〜１２×１０17
cm-3としたので、従来の光取出面がｎ型層であるダブル
ヘテロ構造のものより高い発光出力が得られ、歩留りも
よい。According to the invention described in claim 2, n-type Ga
The carrier concentration of the AlAs clad layer is 5 to 12 × 10 17
Since it is cm −3 , a higher light emission output is obtained and the yield is higher than that of the conventional double hetero structure having an n-type light extraction surface.
【００３７】請求項３に記載の発明によれば、ｎ型Ｇａ
ＡｌＡｓクラッド層成長前にｎ型基板表面をメルトバッ
クするようにしたので、ｎ型基板表面のｐ型への反転を
防止することができ、歩留りよく製造できる。また、ｎ
型ＧａＡｌＡｓクラッド層のキャリア濃度を５〜１２×
１０17cm-3にしたことにより、高歩留りで高い発光出力
を得ることができる。しかも基板を残す構造であるた
め、裏面反射構造と違い製造工程が少なく、容易に製造
できる。According to the invention of claim 3, n-type Ga
Since the surface of the n-type substrate is melted back before the growth of the AlAs clad layer, the inversion of the surface of the n-type substrate to the p-type can be prevented and the production can be performed with high yield. Also, n
Type GaAlAs clad layer carrier concentration of 5 to 12 ×
By setting it to 10 17 cm −3 , a high emission output can be obtained with a high yield. Moreover, since the structure leaves the substrate, unlike the back surface reflection structure, the number of manufacturing steps is small, and the structure can be easily manufactured.
【図１】本発明のＬＥＤの実施例を説明するためのＧａ
ＡｌＡｓ系赤色ＬＥＤ用エピタキシャルウェハの断面図
である。FIG. 1 is a Ga diagram for explaining an embodiment of an LED of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view of an AlAs-based red LED epitaxial wafer.
【図２】本発明のｎ型ＧａＡｌＡｓクラッド層の最適な
キャリア濃度を見出すために行ったキャリア濃度をパラ
メータとして電流値に対する発光出力の関係を示した特
性図である。FIG. 2 is a characteristic diagram showing a relationship between a current value and a light emission output with a carrier concentration performed as a parameter for finding an optimum carrier concentration of the n-type GaAlAs cladding layer of the present invention.
【図３】従来例の光取出面がｎ型層であるダブルヘテロ
構造のＧａＡｌＡｓ系赤色ＬＥＤ用エピタキシャルウェ
ハの断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of a GaAlAs-based red LED epitaxial wafer having a double hetero structure in which a light extraction surface is an n-type layer in a conventional example.
【図４】従来例の光取出面がｐ型層であるシングルヘテ
ロ構造のＧａＡｌＡｓ系赤色ＬＥＤ用エピタキシャルウ
ェハの断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of a GaAlAs-based red LED epitaxial wafer having a single hetero structure having a p-type light extraction surface in a conventional example.
【図５】従来例の光取出面がｐ型層である裏面反射構造
のＧａＡｌＡｓ系赤色ＬＥＤ用エピタキシャルウェハの
断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view of a GaAlAs-based red LED epitaxial wafer having a back surface reflection structure in which a light extraction surface is a p-type layer in a conventional example.
１ ｎ型ＧａＡｓ基板 ２ ｎ型ＧａＡｌＡｓクラッド層 ３ ｐ型ＧａＡｌＡｓ活性層 ４ ｐ型ＧａＡｌＡｓクラッド層 Ａ ｎ型クラッド層のキャリア濃度：４×１０17cm-3 Ｂ ｎ型クラッド層のキャリア濃度：５×１０17cm-3 Ｃ ｎ型クラッド層のキャリア濃度：８×１０17cm-3 Ｄ ｎ型クラッド層のキャリア濃度：１２×１０17cm-3 Ｅ ｎ型クラッド層のキャリア濃度：１３×１０17cm-3 Ｆ 従来例（ダブルヘテロ構造）1 n-type GaAs substrate 2 n-type GaAlAs cladding layer 3 p-type GaAlAs active layer 4 p-type GaAlAs cladding layer A carrier concentration of n-type cladding layer: 4 × 10 17 cm −3 B carrier concentration of n-type cladding layer: 5 × Carrier concentration of 10 17 cm −3 C n-type cladding layer: 8 × 10 17 cm −3 Carrier concentration of D n-type cladding layer: 12 × 10 17 cm −3 Carrier concentration of En n-type cladding layer: 13 × 10 17 cm -3 F Conventional example (double hetero structure)
Claims (3)
ｎ型ＧａＡｌＡｓクラッド層、該クラッド層上に形成さ
れたｐ型ＧａＡｌＡｓ活性層、該活性層上に形成された
ｐ型ＧａＡｌＡｓクラッド層を備え、 上記ｎ型ＧａＡｌＡｓクラッド層のキャリア濃度が４〜
１２×１０17cm-3であるＡｌＧａＡｓ系ダブルヘテロ構
造の発光ダイオード。1. An n-type GaAs substrate, an n-type GaAlAs clad layer formed on the substrate, a p-type GaAlAs active layer formed on the clad layer, and a p-type GaAlAs clad layer formed on the active layer. And the carrier concentration of the n-type GaAlAs cladding layer is 4 to
12 × 10 17 cm −3 AlGaAs double heterostructure light emitting diode.
ア濃度が５〜１２×１０17cm-3である請求項１に記載の
発光ダイオード。2. The light emitting diode according to claim 1, wherein the n-type GaAlAs cladding layer has a carrier concentration of 5 to 12 × 10 17 cm -3 .
ラッド層、ｐ型ＧａＡｌＡｓ活性層、ｐ型ＧａＡｌＡｓ
クラッド層を液相エピタキシャル法で順次成長させる発
光ダイオードの製造方法において、 上記ｎ型ＧａＡｓ基板上にｎ型ＧａＡｌＡｓクラッド層
を成長する前にｎ型ＧａＡｓ基板表面をメルトバックす
るとともに、 ｎ型ＧａＡｌＡｓクラッド層のキャリア濃度が５〜１２
×１０17cm-3となるようにした発光ダイオードの製造方
法。3. An n-type GaAlAs clad layer, a p-type GaAlAs active layer, and a p-type GaAlAs on an n-type GaAs substrate.
In a method of manufacturing a light emitting diode in which a cladding layer is sequentially grown by a liquid phase epitaxial method, the surface of the n-type GaAs substrate is melted back before the n-type GaAlAs cladding layer is grown on the n-type GaAs substrate, and the n-type GaAlAs cladding is used. The carrier concentration of the layer is 5 to 12
A method for producing a light-emitting diode having a size of × 10 17 cm -3 .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19149495A JPH0945956A (en) | 1995-07-27 | 1995-07-27 | Light emitting diode and fabrication thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19149495A JPH0945956A (en) | 1995-07-27 | 1995-07-27 | Light emitting diode and fabrication thereof |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0945956A true JPH0945956A (en) | 1997-02-14 |
Family
ID=16275583
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19149495A Pending JPH0945956A (en) | 1995-07-27 | 1995-07-27 | Light emitting diode and fabrication thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0945956A (en) |
-
1995
- 1995-07-27 JP JP19149495A patent/JPH0945956A/en active Pending
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