JPH11103090A - 発光ダイオード - Google Patents
発光ダイオードInfo
- Publication number
- JPH11103090A JPH11103090A JP26428997A JP26428997A JPH11103090A JP H11103090 A JPH11103090 A JP H11103090A JP 26428997 A JP26428997 A JP 26428997A JP 26428997 A JP26428997 A JP 26428997A JP H11103090 A JPH11103090 A JP H11103090A
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- JP
- Japan
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- active layer
- emitting diode
- type
- light
- light emitting
- Prior art date
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 薄膜化した活性層を再現性の高い膜厚で形成
でき、かつ、活性層が薄膜化されても発光出力が低下し
ない発光ダイオードを提供すること。 【解決手段】 ｐ型ＧａＡｓ基板上６上にｐ型ＡｌＧａ
Ａｓクラッド層５、ｐ型ＡｌＧａＡｓ活性層４、ｎ型Ａ
ｌＧａＡｓウインドウ層３を形成し、ｐ型ＧａＡｓ基板
上６上に空洞部２を形成して裏面反射型とし、ｐ型Ａｌ
ＧａＡｓ活性層４の膜厚を０．０５μｍ〜０．２μｍと
した発光ダイオード。
でき、かつ、活性層が薄膜化されても発光出力が低下し
ない発光ダイオードを提供すること。 【解決手段】 ｐ型ＧａＡｓ基板上６上にｐ型ＡｌＧａ
Ａｓクラッド層５、ｐ型ＡｌＧａＡｓ活性層４、ｎ型Ａ
ｌＧａＡｓウインドウ層３を形成し、ｐ型ＧａＡｓ基板
上６上に空洞部２を形成して裏面反射型とし、ｐ型Ａｌ
ＧａＡｓ活性層４の膜厚を０．０５μｍ〜０．２μｍと
した発光ダイオード。
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
し、特に活性層の膜厚を薄くして高出力化を図った発光
ダイオードに関する。
し、特に活性層の膜厚を薄くして高出力化を図った発光
ダイオードに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の発光ダイオードとして、例えば、
特開平５−２４３６１１号公報に示されるものがある。
この発光ダイオードは、一導電型のＧａＡｌＡｓ基板
と、このＧａＡｌＡｓ基板上に順に形成された一導電型
のＧａ1-x Ａｌx Ａｓクラッド層、Ｇａ1-y Ａｌy Ａｓ
活性層、および他の導電型のＧａ1-z Ａｌz Ａｓクラッ
ド層を少なくとも有し、Ａｌの混晶比がＸ＞Ｙ、Ｚ＞Ｙ
であり、Ｇａ1-y Ａｌy Ａｓ活性層は２３ｎｍ（０．０
２３μｍ）以下の厚さにされた構成を有する。
特開平５−２４３６１１号公報に示されるものがある。
この発光ダイオードは、一導電型のＧａＡｌＡｓ基板
と、このＧａＡｌＡｓ基板上に順に形成された一導電型
のＧａ1-x Ａｌx Ａｓクラッド層、Ｇａ1-y Ａｌy Ａｓ
活性層、および他の導電型のＧａ1-z Ａｌz Ａｓクラッ
ド層を少なくとも有し、Ａｌの混晶比がＸ＞Ｙ、Ｚ＞Ｙ
であり、Ｇａ1-y Ａｌy Ａｓ活性層は２３ｎｍ（０．０
２３μｍ）以下の厚さにされた構成を有する。
【０００３】この発光ダイオードによると、Ｇａ1-y Ａ
ｌy Ａｓ活性層の薄膜化によりＡｌの混晶比を上げるこ
となく発光波長を短波長化することができ、ＧａＡｌＡ
ｓ系の高輝度発光ダイオードを提供することができる、
としている。また、これを裏面反射型発光ダイオードと
して使用すると、Ｇａ1-y Ａｌy Ａｓ活性層が薄膜化さ
れているので、裏面からの反射光がＧａ1-y Ａｌy Ａｓ
活性層を透過する割合が大になって光取り出し効率の高
い発光ダイオードが得られる、と考えられている。
ｌy Ａｓ活性層の薄膜化によりＡｌの混晶比を上げるこ
となく発光波長を短波長化することができ、ＧａＡｌＡ
ｓ系の高輝度発光ダイオードを提供することができる、
としている。また、これを裏面反射型発光ダイオードと
して使用すると、Ｇａ1-y Ａｌy Ａｓ活性層が薄膜化さ
れているので、裏面からの反射光がＧａ1-y Ａｌy Ａｓ
活性層を透過する割合が大になって光取り出し効率の高
い発光ダイオードが得られる、と考えられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の発光ダ
イオードによると、Ｇａ1-y Ａｌy Ａｓ活性層が２３μ
ｍ以下と薄いため、液相エピタキシャルで成長させたと
き、膜厚を高い再現性で成長させることが難しく、ま
た、発光作用において界面再結合が支配的になるため、
発光出力が低下する。
イオードによると、Ｇａ1-y Ａｌy Ａｓ活性層が２３μ
ｍ以下と薄いため、液相エピタキシャルで成長させたと
き、膜厚を高い再現性で成長させることが難しく、ま
た、発光作用において界面再結合が支配的になるため、
発光出力が低下する。
【０００５】従って、本発明の目的は液相エピタキシャ
ルで成長させても薄膜化された活性層の膜厚を高い再現
性で形成することができる発光ダイオードを提供するこ
とにある。
ルで成長させても薄膜化された活性層の膜厚を高い再現
性で形成することができる発光ダイオードを提供するこ
とにある。
【０００６】本発明の他の目的は活性層を薄膜化しても
発光出力が低下しない発光ダイオードを提供することに
ある。
発光出力が低下しない発光ダイオードを提供することに
ある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
実現するため、ｐｎ界面を有する裏面反射型ダブルヘテ
ロ構造の発光ダイオードにおいて膜厚が０．０５μｍ〜
０．２μｍになるように形成された活性層を備えたこと
を特徴とする発光ダイオードを提供する。
実現するため、ｐｎ界面を有する裏面反射型ダブルヘテ
ロ構造の発光ダイオードにおいて膜厚が０．０５μｍ〜
０．２μｍになるように形成された活性層を備えたこと
を特徴とする発光ダイオードを提供する。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の発光ダイオードの
実施の形態を説明する。図１は本発明の発光ダイオード
を示し、ｐ型ＧａＡｓ基板上６上にｐ型ＡｌＧａＡｓク
ラッド層５、ｐ型ＡｌＧａＡｓ活性層４、およびｎ型Ａ
ｌＧａＡｓウインドウ層３を有する３層のエピタキシャ
ル層を形成している。ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層５は
Ａｌの混晶比が０．３、膜厚が４０μｍ、キャリア濃度
が５ｘ１０17ｃｍ−３である。ｐ型ＡｌＧａＡｓ活性層
４はＡｌの混晶比が０．０３、膜厚が０．１５μｍ、キ
ャリア濃度が２ｘ１０18ｃｍ−３である。ｎ型ＡｌＧａ
Ａｓウインドウ層３はＡｌの混晶比が０．３、膜厚が３
０μｍ、キャリア濃度が１ｘ１０18ｃｍ−３である。こ
のチップの表面中央には、ＡｕＧｅ系合金を被着してオ
ーミック接触をした円形電極１が形成されており、裏面
側には、ＡｕＺｎ系合金の全面電極７が形成されてい
る。基板６とｐ型クラッド層５の界面には空洞部２が形
成されている。
実施の形態を説明する。図１は本発明の発光ダイオード
を示し、ｐ型ＧａＡｓ基板上６上にｐ型ＡｌＧａＡｓク
ラッド層５、ｐ型ＡｌＧａＡｓ活性層４、およびｎ型Ａ
ｌＧａＡｓウインドウ層３を有する３層のエピタキシャ
ル層を形成している。ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層５は
Ａｌの混晶比が０．３、膜厚が４０μｍ、キャリア濃度
が５ｘ１０17ｃｍ−３である。ｐ型ＡｌＧａＡｓ活性層
４はＡｌの混晶比が０．０３、膜厚が０．１５μｍ、キ
ャリア濃度が２ｘ１０18ｃｍ−３である。ｎ型ＡｌＧａ
Ａｓウインドウ層３はＡｌの混晶比が０．３、膜厚が３
０μｍ、キャリア濃度が１ｘ１０18ｃｍ−３である。こ
のチップの表面中央には、ＡｕＧｅ系合金を被着してオ
ーミック接触をした円形電極１が形成されており、裏面
側には、ＡｕＺｎ系合金の全面電極７が形成されてい
る。基板６とｐ型クラッド層５の界面には空洞部２が形
成されている。
【０００９】この発光ダイオードは赤外発光ダイオード
であり、活性層４から裏面に向かった光のうち空洞部２
で反射された光が再びチップ表面側に向かうため高い発
光出力が得られる。
であり、活性層４から裏面に向かった光のうち空洞部２
で反射された光が再びチップ表面側に向かうため高い発
光出力が得られる。
【００１０】この発光ダイオードの製造において、液相
エピタキシャル成長を使用した。液相エピタキシャル成
長として、スライドボート法を用い、徐冷速度を０．５
℃／ｍｉｎとした。活性層４は、成長溶液の過飽和度を
変化させて０〜１．５μｍの厚さで成長した。この活性
層４の成長において、膜厚が０．０５μｍ以下になる
と、再現性よく成長させることが非常に困難であること
を確認した。
エピタキシャル成長を使用した。液相エピタキシャル成
長として、スライドボート法を用い、徐冷速度を０．５
℃／ｍｉｎとした。活性層４は、成長溶液の過飽和度を
変化させて０〜１．５μｍの厚さで成長した。この活性
層４の成長において、膜厚が０．０５μｍ以下になる
と、再現性よく成長させることが非常に困難であること
を確認した。
【００１１】図２は、活性層４の膜厚Ｔと発光出力Ｐの
関係を示す。発光出力ＰはチップをＴＯ１８ステム上に
実装した後、積分球を用いて測定した。活性層４の膜厚
が１．５μｍで７〜８ｍＷ、０．２μｍで１２〜１３ｍ
Ｗであり、この領域ａにおいては、膜厚Ｔと発光出力Ｐ
がなだらかに比例していることが分かる。活性層４の膜
厚Ｔが０．５〜１．０μｍのとき、発光出力Ｐが１０ｍ
Ｗであるのに対し、活性層４の膜厚Ｔが０．２μｍにな
ると、発光出力Ｐが３０％〜４０％の上昇を示してい
る。さらに、活性層４の膜厚Ｔが０．２μｍ以下になる
と、急激に発光出力Ｐが上昇して０．０５μｍで１９〜
２０ｍＷに達した。この領域ｂが本発明の領域である。
活性層４の膜厚Ｔをさらに薄くして０．０５μｍ（５０
ｎｍ）以下の領域ｃになると、前述したように、膜厚Ｔ
の再現性が困難になり、また、発光作用において界面再
結合が支配的となって発光出力Ｐが急激に低下する。
関係を示す。発光出力ＰはチップをＴＯ１８ステム上に
実装した後、積分球を用いて測定した。活性層４の膜厚
が１．５μｍで７〜８ｍＷ、０．２μｍで１２〜１３ｍ
Ｗであり、この領域ａにおいては、膜厚Ｔと発光出力Ｐ
がなだらかに比例していることが分かる。活性層４の膜
厚Ｔが０．５〜１．０μｍのとき、発光出力Ｐが１０ｍ
Ｗであるのに対し、活性層４の膜厚Ｔが０．２μｍにな
ると、発光出力Ｐが３０％〜４０％の上昇を示してい
る。さらに、活性層４の膜厚Ｔが０．２μｍ以下になる
と、急激に発光出力Ｐが上昇して０．０５μｍで１９〜
２０ｍＷに達した。この領域ｂが本発明の領域である。
活性層４の膜厚Ｔをさらに薄くして０．０５μｍ（５０
ｎｍ）以下の領域ｃになると、前述したように、膜厚Ｔ
の再現性が困難になり、また、発光作用において界面再
結合が支配的となって発光出力Ｐが急激に低下する。
【００１２】以上の実施の形態では、ｐ型クラッド層５
と基板６の間に空洞部６を形成して裏面反射部とした
が、基板６を除去した裏面反射型の構造を採用しても良
い。
と基板６の間に空洞部６を形成して裏面反射部とした
が、基板６を除去した裏面反射型の構造を採用しても良
い。
【００１３】本発明の発光ダイオードは、用途を限定さ
れるものではないが、特に、高出力が必要とされる光空
間伝送用として、パソコン、情報携帯端末、ＡＶ機器等
に使用されるのに適している。
れるものではないが、特に、高出力が必要とされる光空
間伝送用として、パソコン、情報携帯端末、ＡＶ機器等
に使用されるのに適している。
【００１４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の発光ダイ
オードによると、活性層の膜厚を０．０５μｍ〜０．２
μｍにしたため、活性層が薄膜化されているにもかかわ
らず再現性の高い膜厚で活性層を形成することができ、
また、高い発光出力を得ることができる。
オードによると、活性層の膜厚を０．０５μｍ〜０．２
μｍにしたため、活性層が薄膜化されているにもかかわ
らず再現性の高い膜厚で活性層を形成することができ、
また、高い発光出力を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の発光ダイオードの実施の形態を示す断
面図。
面図。
【図２】発光ダイオードの活性層の膜厚と発光出力の関
係を示すクラフ。
係を示すクラフ。
１ ＡｕＧｅ系電極 ２ 空洞部 ３ ｎ型ＡｌＧａＡｓウインドウ層 ４ ｐ型ＡｌＧａＡｓ活性層 ５ ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層 ６ ｐ型ＧａＡｓ基板 ７ ＡｕＺｎ系電極
Claims (2)
- 【請求項１】 ｐｎ界面を有する裏面反射型ダブルヘテ
ロ構造の発光ダイオードにおいて膜厚が０．０５μｍ〜
０．２μｍになるように形成された活性層を備えたこと
を特徴とする発光ダイオード。 - 【請求項２】 前記活性層が、液相エピタキシャル成長
によってＧａＡｓ基板上にＡｌＧａＡｓクラッド層を介
して形成された構成を有する請求項１記載の発光ダイオ
ード。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26428997A JPH11103090A (ja) | 1997-09-29 | 1997-09-29 | 発光ダイオード |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26428997A JPH11103090A (ja) | 1997-09-29 | 1997-09-29 | 発光ダイオード |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11103090A true JPH11103090A (ja) | 1999-04-13 |
Family
ID=17401105
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26428997A Pending JPH11103090A (ja) | 1997-09-29 | 1997-09-29 | 発光ダイオード |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11103090A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007001141A1 (en) * | 2005-06-25 | 2007-01-04 | Epiplus Co., Ltd. | Semiconductor light emitting device having improved luminance and method thereof |
| JP2008311352A (ja) * | 2007-06-13 | 2008-12-25 | Rohm Co Ltd | 半導体発光素子およびその製造方法 |
| WO2009035219A3 (en) * | 2007-09-14 | 2009-06-04 | Wooree Lst Co Ltd | Gan-based light emitting diode and method for fabricating the same |
-
1997
- 1997-09-29 JP JP26428997A patent/JPH11103090A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007001141A1 (en) * | 2005-06-25 | 2007-01-04 | Epiplus Co., Ltd. | Semiconductor light emitting device having improved luminance and method thereof |
| JP2008311352A (ja) * | 2007-06-13 | 2008-12-25 | Rohm Co Ltd | 半導体発光素子およびその製造方法 |
| US8039864B2 (en) | 2007-06-13 | 2011-10-18 | Rohm Co., Ltd. | Semiconductor light emitting device and fabrication method for the same |
| WO2009035219A3 (en) * | 2007-09-14 | 2009-06-04 | Wooree Lst Co Ltd | Gan-based light emitting diode and method for fabricating the same |
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