JPS58147084A - 赤外発光ダイオ−ド及びその製造方法 - Google Patents
赤外発光ダイオ−ド及びその製造方法Info
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- JPS58147084A JPS58147084A JP57029207A JP2920782A JPS58147084A JP S58147084 A JPS58147084 A JP S58147084A JP 57029207 A JP57029207 A JP 57029207A JP 2920782 A JP2920782 A JP 2920782A JP S58147084 A JPS58147084 A JP S58147084A
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- H01L33/02—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier 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
- H01L33/26—Materials of the light emitting region
- H01L33/30—Materials of the light emitting region containing only elements of group III and group V of the periodic system
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は赤外発光ダイオード、％にＧａＡＡ！Ａ−から
なる赤外発光ダイオード及びその製造方法に関する。
なる赤外発光ダイオード及びその製造方法に関する。
現在、赤外発光ダメオードは、拳体の赤外ＩＪＬ＞ラン
プあるいはホトカブラ用発光素子などとして。
プあるいはホトカブラ用発光素子などとして。
広く光応用４１！器に用いらｎてお凱よシ高効率でしか
も容易に製造できるものの開発が強く望まｎている。
も容易に製造できるものの開発が強く望まｎている。
こｎに対して、従来開開されている赤外発光ダイオード
は、第１図にその模式的な断呵図を示すように％Ｎ型Ｇ
ａ Ａ ｓ基板ｌ上に８１ ドープへ型Ｇ１Ａ３層２
と８ｉ ドープＰ型Ｇ ａ Ａ ｓ １ｍ ３が形成
さｎ。
は、第１図にその模式的な断呵図を示すように％Ｎ型Ｇ
ａ Ａ ｓ基板ｌ上に８１ ドープへ型Ｇ１Ａ３層２
と８ｉ ドープＰ型Ｇ ａ Ａ ｓ １ｍ ３が形成
さｎ。
Ｐ型（ｊ ａ Ａ ｍ層３上に不純物としてＺ、を拡散
したＰ＋拡散−４が形成さｎ、その上にＡｕＺｎ／Ａｌ
ｌからなる表電極５が、一方へ型ＧａＡｌ基板ｌの下面
にＡｕＺｎ／Ａｕからなる裏電極６がそｎぞｎ形成さｎ
てできている。
したＰ＋拡散−４が形成さｎ、その上にＡｕＺｎ／Ａｌ
ｌからなる表電極５が、一方へ型ＧａＡｌ基板ｌの下面
にＡｕＺｎ／Ａｕからなる裏電極６がそｎぞｎ形成さｎ
てできている。
周知のとおりｓｉ ｉｊＧａＡｍ中においては両性不純
物として働くため、１回の液相成長過程によりＮ型及び
Ｐ型のＧａ Ａ ａ層が形成さｒＬ石。すなわち高温で
はＧ、サイトの方へ入る８ｉ の量が多いためにＪｊｊ
に、低温では反対にＡｇサイトの方へ入る８１ の量が
多くＰ型となる。従ってＷ、１図の構造のダイオードは
、１回の液相成長過程でＮ型ＧａＡ、層２とＰ型Ｇ ＠
Ａ ６層３とが形成さｎるので製造方法が簡単である
。更にこｎらのＮ型？Ｐ型Ｇ１Ａ３ Ｊ＠ ２ｔ ３を
別々に２回の液相成長過程で形成するのに比べて熱サイ
クルが１回で済むために形成さｎるＰＮ接合７近傍の結
晶性が良くなりそｎだけ欠陥による非発光性再結合電流
が少くなり発光効率が増加する。また別がドープさｎる
に従。
物として働くため、１回の液相成長過程によりＮ型及び
Ｐ型のＧａ Ａ ａ層が形成さｒＬ石。すなわち高温で
はＧ、サイトの方へ入る８ｉ の量が多いためにＪｊｊ
に、低温では反対にＡｇサイトの方へ入る８１ の量が
多くＰ型となる。従ってＷ、１図の構造のダイオードは
、１回の液相成長過程でＮ型ＧａＡ、層２とＰ型Ｇ ＠
Ａ ６層３とが形成さｎるので製造方法が簡単である
。更にこｎらのＮ型？Ｐ型Ｇ１Ａ３ Ｊ＠ ２ｔ ３を
別々に２回の液相成長過程で形成するのに比べて熱サイ
クルが１回で済むために形成さｎるＰＮ接合７近傍の結
晶性が良くなりそｎだけ欠陥による非発光性再結合電流
が少くなり発光効率が増加する。また別がドープさｎる
に従。
ってＵ ａ Ａ ｓ結晶の伝導帯及び価電子帯双方にパ
ントチイルが生じ結果として１発光波長がＧａＡｌ結晶
禁制帯幅相当の値よりもかなり長くなＶ、そのためＮｆ
ｉ（ｊ、Ａ、基板での光の吸収係数は小さいこと、及び
Ｐ＠ｕ、Ａ、ｒ＠３への注入電子の拡散長が大＠ イ（
＝ ５０１１ ｍ ）ｆｔ Ｊ６ Ｐ ｍ （ｊ ｍ
Ａ ｓ ４３ （Ｄ １１すＫによって発光効率が影響
さｎる。こｎらの性質に基づき実際の８ｉ ドープＧ
ｍ Ａ ｍ赤外発光ダイオードの基本設計としては発
光中心波長λｐ９４００〜９５００又＊ Ｐ ｔｆｊｌ
ＧａＡ＊層３の厚さ、 ６１）−８０μｍのＰサイド
アップ型が一般的である。
ントチイルが生じ結果として１発光波長がＧａＡｌ結晶
禁制帯幅相当の値よりもかなり長くなＶ、そのためＮｆ
ｉ（ｊ、Ａ、基板での光の吸収係数は小さいこと、及び
Ｐ＠ｕ、Ａ、ｒ＠３への注入電子の拡散長が大＠ イ（
＝ ５０１１ ｍ ）ｆｔ Ｊ６ Ｐ ｍ （ｊ ｍ
Ａ ｓ ４３ （Ｄ １１すＫによって発光効率が影響
さｎる。こｎらの性質に基づき実際の８ｉ ドープＧ
ｍ Ａ ｍ赤外発光ダイオードの基本設計としては発
光中心波長λｐ９４００〜９５００又＊ Ｐ ｔｆｊｌ
ＧａＡ＊層３の厚さ、 ６１）−８０μｍのＰサイド
アップ型が一般的である。
しかしながら上述した一回成長方式による８ｉドープ（
ｊ ｓ Ａ ｍ赤外発光ダイオードには次に述べるよう
な欠点があるため十分に発光効４ｃを大きくすることが
できない。すなわち、Ｎ型及びＰ ７ＪＩＯ（ｚａＡ８
層２ｔ３が一回の成長で形成さｎるため各層のＳｉ不不
純物濃色独立に制御することがＩ難であり、その結果と
して発光効率を決定する主要因子の一つであるＮ型ＩＩ
２からＰｆｉ層３への電子の注入効率（注入効率は両
層の不純＄１１２比が大になると大になる）を大きくで
きないこと、又、上述の素子設計を行った場合Ｐ１ｊＩ
ｌ（ｊａＡｓ層３でのＳｉ不不純物濃色しては約Ｉ Ｑ
”ｃＩｒ”程度が最適となるが、この場合の発光中心波
長λｐに対するＰｆＪＧａＡｓ ７４３ （Ｄ光吸収係
数αがｔ ｏ ｏａｔ−” ％ 樋常のＧａＡ、では１
０〜２０ｃｍ−１の値である）となり。
ｊ ｓ Ａ ｍ赤外発光ダイオードには次に述べるよう
な欠点があるため十分に発光効４ｃを大きくすることが
できない。すなわち、Ｎ型及びＰ ７ＪＩＯ（ｚａＡ８
層２ｔ３が一回の成長で形成さｎるため各層のＳｉ不不
純物濃色独立に制御することがＩ難であり、その結果と
して発光効率を決定する主要因子の一つであるＮ型ＩＩ
２からＰｆｉ層３への電子の注入効率（注入効率は両
層の不純＄１１２比が大になると大になる）を大きくで
きないこと、又、上述の素子設計を行った場合Ｐ１ｊＩ
ｌ（ｊａＡｓ層３でのＳｉ不不純物濃色しては約Ｉ Ｑ
”ｃＩｒ”程度が最適となるが、この場合の発光中心波
長λｐに対するＰｆＪＧａＡｓ ７４３ （Ｄ光吸収係
数αがｔ ｏ ｏａｔ−” ％ 樋常のＧａＡ、では１
０〜２０ｃｍ−１の値である）となり。
最も発光強度の強いｌ’Ｎ接合近傍でのＰ層領域で発光
する光が結晶の外に取シ出さｎるまでに約半減してしま
うことである。
する光が結晶の外に取シ出さｎるまでに約半減してしま
うことである。
本発明の目的は、上述した従来の８１ ドープ（ｊ
ａ Ａ ｓ発光ダイオードの欠点を除去し、＠光中心波
長等の特性は従来のものと同一で、しかも製造が容易で
よｐ高発光効率を有する赤外発光ダイオード及びその製
造方法を提供することにある。
ａ Ａ ｓ発光ダイオードの欠点を除去し、＠光中心波
長等の特性は従来のものと同一で、しかも製造が容易で
よｐ高発光効率を有する赤外発光ダイオード及びその製
造方法を提供することにある。
本発明の赤外発光ダイオードは、ＡＪ混晶比Ｘ（ｉＤ
埴２５Ｚ Ｎ型Ｇｍ１−ｘＡｌｘＡ一層の表面におＩ／
’ｉテ０．０５〜Ｑ、 ４ Ｐ Ｎ接合界面においてα
０５以下の範囲内にあるように形成さｎたＮ ＃ＩＩ
Ｇｍ ｌ −ｄＬｌ ｘＡｓ層とＰ型（ｋｌ−ｘＡｌｘ
Ａｓ＠からなるＰＮ接合を有し、前記Ｎ型Ｇ１−買Ａｌ
ｘＡｓＪ１１の表面より光を取シ出すようにし念ことか
らなっている。
埴２５Ｚ Ｎ型Ｇｍ１−ｘＡｌｘＡ一層の表面におＩ／
’ｉテ０．０５〜Ｑ、 ４ Ｐ Ｎ接合界面においてα
０５以下の範囲内にあるように形成さｎたＮ ＃ＩＩ
Ｇｍ ｌ −ｄＬｌ ｘＡｓ層とＰ型（ｋｌ−ｘＡｌｘ
Ａｓ＠からなるＰＮ接合を有し、前記Ｎ型Ｇ１−買Ａｌ
ｘＡｓＪ１１の表面より光を取シ出すようにし念ことか
らなっている。
本発明の赤外発光ダイオードの製造方法は％Ｎ型ＧｍＡ
ｌ基板上にＭの混晶比Ｘの値が該Ｎ型Ｇ ＠ Ａ ＠基
板とＮ ＩＪｉ Ｇｍ Ｉ −ｘＡＡＩｘＡｓ Ｉｌｌ
とＯ界面において０．０５〜０．４該Ｎ ４ Ｇｍ １
−ｘＡＡ’ＸＡ１層と１’４（ｆｎｌ−ＸＡｌｘＡｓ層
とで形成さｎる）’ＮＩｍ合界面において。
ｌ基板上にＭの混晶比Ｘの値が該Ｎ型Ｇ ＠ Ａ ＠基
板とＮ ＩＪｉ Ｇｍ Ｉ −ｘＡＡＩｘＡｓ Ｉｌｌ
とＯ界面において０．０５〜０．４該Ｎ ４ Ｇｍ １
−ｘＡＡ’ＸＡ１層と１’４（ｆｎｌ−ＸＡｌｘＡｓ層
とで形成さｎる）’ＮＩｍ合界面において。
０．０５以下の範囲にあるようにへ型Ｇａ ｌ −ｘＡ
ｌｘＡｍ層とＰ型Ｃｉａ Ｉ−ＸＡＩ ｊＣＡａ層を順
次重ねて一回の液相成長により形成する液相成長工程と
、前記り型ＧａＡ・基板あるいは該Ｎ１ｊｉＧａＡＩ基
板と前記へ型ｕｓ １−ｘＡｌｘＡｍ層の一部分とを除
去する除去工程とを含むことからなっている。
ｌｘＡｍ層とＰ型Ｃｉａ Ｉ−ＸＡＩ ｊＣＡａ層を順
次重ねて一回の液相成長により形成する液相成長工程と
、前記り型ＧａＡ・基板あるいは該Ｎ１ｊｉＧａＡＩ基
板と前記へ型ｕｓ １−ｘＡｌｘＡｍ層の一部分とを除
去する除去工程とを含むことからなっている。
以下本発明について図面を参照して祥細に説明する。
第２図に本発明の赤外発光ダイオードの一実施例の模式
的な断面図を示す。Ｐ型Ｇｓ ｌ −ｘＡｌ ｘｋ＊
ｆｆ１Ｊ１１とＮ型Ｕｎ ｌ−ｘｋｌｘＡｍ層１２とか
層外２ＰＮ接合１３’を有し、 Ｎ ｔｌｌ Ｇａ １
−ｘＡｌｘＡ一層１２上にＡｕ−Ｇ６／Ａｕからなる表
電極１５が、 ）’ｄｕｍｌ −ｘＡｊｔＡｍＡｌｘＡ
ｓ層には不純物として２ｎを拡散したＰ＋拡拡散−１４
が形成さｎ、その下面上にＡｕＺｎ／Ａｕからなる裏電
極１６がそｎぞｎ形成さｎてこの実施例のダイオードは
できている。なお、この場合へｌ混晶Ｘの値は、８ｇ３
図に示すように、Ｎ型（ｊａ Ｉ −ｘＡＪｘＡｓ ＃
１２ （０表面におＶｈ で０．０５〜０．４ ｔＰ
Ｎ接合１３の界面において０．０５以下の範囲（第３図
の直線２１と直線２２とでｄまｎた領域）内にあるよう
に形成さｎている。
的な断面図を示す。Ｐ型Ｇｓ ｌ −ｘＡｌ ｘｋ＊
ｆｆ１Ｊ１１とＮ型Ｕｎ ｌ−ｘｋｌｘＡｍ層１２とか
層外２ＰＮ接合１３’を有し、 Ｎ ｔｌｌ Ｇａ １
−ｘＡｌｘＡ一層１２上にＡｕ−Ｇ６／Ａｕからなる表
電極１５が、 ）’ｄｕｍｌ −ｘＡｊｔＡｍＡｌｘＡ
ｓ層には不純物として２ｎを拡散したＰ＋拡拡散−１４
が形成さｎ、その下面上にＡｕＺｎ／Ａｕからなる裏電
極１６がそｎぞｎ形成さｎてこの実施例のダイオードは
できている。なお、この場合へｌ混晶Ｘの値は、８ｇ３
図に示すように、Ｎ型（ｊａ Ｉ −ｘＡＪｘＡｓ ＃
１２ （０表面におＶｈ で０．０５〜０．４ ｔＰ
Ｎ接合１３の界面において０．０５以下の範囲（第３図
の直線２１と直線２２とでｄまｎた領域）内にあるよう
に形成さｎている。
第２図に示した一実施例の構造と上述の第１図に示した
従来例の構造とを比較してみるとすぐ分るように、この
実施例のダイオードでは、材料とし−（Ｇ、Ａ、の代ジ
にＧａ １−ｘＡｌｘＡｍ ｆ用い、表電極をＰ型層の
代りにへ型層上に設けへ型層表面から光に４Ｌｖ出すよ
うにしていること、更にＮ型ＧＩＡＳ基板を除去してい
る点が従来のダイオードと異っている。
従来例の構造とを比較してみるとすぐ分るように、この
実施例のダイオードでは、材料とし−（Ｇ、Ａ、の代ジ
にＧａ １−ｘＡｌｘＡｍ ｆ用い、表電極をＰ型層の
代りにへ型層上に設けへ型層表面から光に４Ｌｖ出すよ
うにしていること、更にＮ型ＧＩＡＳ基板を除去してい
る点が従来のダイオードと異っている。
以下に、このダイオードの動作特性について説明する。
まず発光中心波長λｐは１発光中心波長を規定するＰへ
接合近傍におけるＰ型Ｇａ ｌ −ｘＡｌｘＡｓ １１
のエネルー１ｆ域幅Ｈ，ＡＪ混晶比Ｘｏ（Ｉｔ−ｏ、０
５以下と規定しであるので、近似的に従来のＰ型層 ａ
Ａ ｓと同じである。（もち論ｘ ＝ ０と規定すれ
ば完全に等しくなる）。従ってこの実施例のダイオード
の発光中心波長λｐは従来のダイオードと同じ９４００
〜９５００λとなる。
接合近傍におけるＰ型Ｇａ ｌ −ｘＡｌｘＡｓ １１
のエネルー１ｆ域幅Ｈ，ＡＪ混晶比Ｘｏ（Ｉｔ−ｏ、０
５以下と規定しであるので、近似的に従来のＰ型層 ａ
Ａ ｓと同じである。（もち論ｘ ＝ ０と規定すれ
ば完全に等しくなる）。従ってこの実施例のダイオード
の発光中心波長λｐは従来のダイオードと同じ９４００
〜９５００λとなる。
次に１発光効率を決定する主要因子の一つである電子の
注入効率は、Ｎ型Ｇａ１−ｘＡＪｘＡｓ １２のエネル
ギ帯域幅はＡＩの混晶比Ｘの値とともに広くなる。従っ
てＰＮ接合における注入電子の障壁がほとんど無視され
るようになるので、従来の鳴Ａ−のＰＮ＠合一のように
ドー１さｒした組不純物の濃度に左右さｒＬることは無
くなり、結果として注入効率は近似的に１とおくことが
できるようになり発光効率が大となる。
注入効率は、Ｎ型Ｇａ１−ｘＡＪｘＡｓ １２のエネル
ギ帯域幅はＡＩの混晶比Ｘの値とともに広くなる。従っ
てＰＮ接合における注入電子の障壁がほとんど無視され
るようになるので、従来の鳴Ａ−のＰＮ＠合一のように
ドー１さｒした組不純物の濃度に左右さｒＬることは無
くなり、結果として注入効率は近似的に１とおくことが
できるようになり発光効率が大となる。
次に、この実施例のダイオードで光を外部に取り出す際
に問題となる、へ型ＣＣ５ｍ１−ｘＡｌｘＡ層１２の光
吸収係数αは、もともと前に説明したとおりＮ型層１２
はＰ型層１１よりもＳｉ 不純物のドープ量が少いの
でαの値は小さいのであるが、更にＧａ １−ｘＡｌｌ
ｘＡ一層を用いているため、前述のようにＡ！混混晶
比色ともにエネルギ帯域幅が広くなり発光電子のドナー
レベル−アクセプタレベル間テの再結合による消滅が少
なくなるので発光波長での吸収係数αも小さくなる。更
に、この場合Ｎ型Ｇａ ！−ｘＡ１．艷ｓ／１ｉｌ１２
の厚さはでき石だけ薄くなるように設定できるのでこの
点Ｋからも発光した光の吸収を少くすることができるこ
とになる。従ってこの実施例のダイオードにおける光の
取出し率が大となＶ発光効率が大となる。
に問題となる、へ型ＣＣ５ｍ１−ｘＡｌｘＡ層１２の光
吸収係数αは、もともと前に説明したとおりＮ型層１２
はＰ型層１１よりもＳｉ 不純物のドープ量が少いの
でαの値は小さいのであるが、更にＧａ １−ｘＡｌｌ
ｘＡ一層を用いているため、前述のようにＡ！混混晶
比色ともにエネルギ帯域幅が広くなり発光電子のドナー
レベル−アクセプタレベル間テの再結合による消滅が少
なくなるので発光波長での吸収係数αも小さくなる。更
に、この場合Ｎ型Ｇａ ！−ｘＡ１．艷ｓ／１ｉｌ１２
の厚さはでき石だけ薄くなるように設定できるのでこの
点Ｋからも発光した光の吸収を少くすることができるこ
とになる。従ってこの実施例のダイオードにおける光の
取出し率が大となＶ発光効率が大となる。
更に、この実施例のダイオードは、ＰＮ接合１３をＡＩ
の混晶比Ｘの値を、ＰＮ接合面において。
の混晶比Ｘの値を、ＰＮ接合面において。
ｏ、ｏｓｍ”以下としたときに、こｎらの値に対応して
Ｎ型Ｇａ Ｉ−ｘＡＪｘＡｓＡｌｘＡｓ層１２０．０５
〜０．４４１Ｉ＄になるように規定しであるので、
Ｇｅｌ −ｘＡＪｘＡ＄結晶の液相成長時においてＡＩ
の混晶比Ｘの値が結晶の表面からの距離にほぼ比例して
小さくなる現象（第３図参照）及び前述の８ｉ ドー
プによるＰ、ｌ［、Ｎ型層 ａ Ａ ｓ結晶の同一液相
成長過程による生成方法とを用いることにより、後述の
製造法の実施例で詳しく述べるように、この実施１例の
Ｎ型Ｇａ Ｉ−ｘＡｌｘＡｓ層１２とＰ 型Ｇａ １−
ｘＡｌ ｘＡｓ層１１とを一回の液相成長過程により形
成することができる。従ってＰＮ接合１３近傍における
結晶の欠陥の少ないものが得らｎるので、従来のように
結晶の欠陥による発光゛電子の消滅は極めて少くなるの
でそｎだけ発光効率をあげることができる。
Ｎ型Ｇａ Ｉ−ｘＡＪｘＡｓＡｌｘＡｓ層１２０．０５
〜０．４４１Ｉ＄になるように規定しであるので、
Ｇｅｌ −ｘＡＪｘＡ＄結晶の液相成長時においてＡＩ
の混晶比Ｘの値が結晶の表面からの距離にほぼ比例して
小さくなる現象（第３図参照）及び前述の８ｉ ドー
プによるＰ、ｌ［、Ｎ型層 ａ Ａ ｓ結晶の同一液相
成長過程による生成方法とを用いることにより、後述の
製造法の実施例で詳しく述べるように、この実施１例の
Ｎ型Ｇａ Ｉ−ｘＡｌｘＡｓ層１２とＰ 型Ｇａ １−
ｘＡｌ ｘＡｓ層１１とを一回の液相成長過程により形
成することができる。従ってＰＮ接合１３近傍における
結晶の欠陥の少ないものが得らｎるので、従来のように
結晶の欠陥による発光゛電子の消滅は極めて少くなるの
でそｎだけ発光効率をあげることができる。
第４図（ａ）〜（ｄ）は本発明の製造方法の一実施例に
よる主要工程毎のダイオードの模式的な断面図を示す。
よる主要工程毎のダイオードの模式的な断面図を示す。
実際の製造はクエーｌ＼ｌ状態で行なわｎるがここでは
説明の便宜上チップの形で示しである。
説明の便宜上チップの形で示しである。
例えば、約５ Ｘ Ｉ Ｑ”（ｍ−”の（１００）結晶
面を有するＳｉ ドープＮ型ＧｊＡｓ蟇板３１を用意
しく第４図（ａ）参照）１次いで、この基板３１上に、
ＮＩ！Ｇａ Ｉ −ｘｋｌ ｘＡｓ層３２９Ｐ型Ｇａ
ｌ −ＩＫＩＪ ＸＡＩＡ１層上３回の液相成長過程に
より形成する（第４図（ｂ）参照）。この液相成長過程
の条件は次のとおりであ・る。Ｇａ：１ｇｒに対してＧ
ｍＡｍ ：ｏ、ｉ ６ｇ ｒ ＃ＡＡ’ ：０．３１
ｇ ｒ ＋Ｓｉ：４５ｒｎｇｒの割合からなる溶液を用
い、第５図に示す成長温度プログラムに従い良く知らｎ
ている通常のスライド板を用いた液相成長装置により生
成した。すなわち成長温度は初め約９２０℃に上げその
＠度に約３時間保持した後にスライド板をスライドさせ
、前述の溶液をカーボンボート内に載置したＮ型Ｇ１１
Ａ＄基板３１に接触させ、約５分間約９２０℃に保持し
た後、約１℃／ｍ ｉ ｎの割合で温度を下げて行き、
約６５０℃に達した点で加熱電源を断とした。こｎによ
り、Ｎ ＠ Ｇａ １−ｘｋｌ ＸＡＩ層３２が５０μ
ｍｔＰ型Ｇａ１−ｘＡＪｘＡｓ層３３が１３０μｍ成長
した。またＸＭＡ法を用いて測定したＡＩの混晶比ｘＯ
値は、Ｎ型Ｇ ａ Ａ ｍ基板３１とＮ型Ｇｅｔ−ＸＡ
ｌ ｘＡｓＡｓ２Ｏ３面においてｏ、 ｌｏ＄”、ＰＮ
接合３４の界面において０．０１〆であった。（第３図
の＠線２３参照）。
面を有するＳｉ ドープＮ型ＧｊＡｓ蟇板３１を用意
しく第４図（ａ）参照）１次いで、この基板３１上に、
ＮＩ！Ｇａ Ｉ −ｘｋｌ ｘＡｓ層３２９Ｐ型Ｇａ
ｌ −ＩＫＩＪ ＸＡＩＡ１層上３回の液相成長過程に
より形成する（第４図（ｂ）参照）。この液相成長過程
の条件は次のとおりであ・る。Ｇａ：１ｇｒに対してＧ
ｍＡｍ ：ｏ、ｉ ６ｇ ｒ ＃ＡＡ’ ：０．３１
ｇ ｒ ＋Ｓｉ：４５ｒｎｇｒの割合からなる溶液を用
い、第５図に示す成長温度プログラムに従い良く知らｎ
ている通常のスライド板を用いた液相成長装置により生
成した。すなわち成長温度は初め約９２０℃に上げその
＠度に約３時間保持した後にスライド板をスライドさせ
、前述の溶液をカーボンボート内に載置したＮ型Ｇ１１
Ａ＄基板３１に接触させ、約５分間約９２０℃に保持し
た後、約１℃／ｍ ｉ ｎの割合で温度を下げて行き、
約６５０℃に達した点で加熱電源を断とした。こｎによ
り、Ｎ ＠ Ｇａ １−ｘｋｌ ＸＡＩ層３２が５０μ
ｍｔＰ型Ｇａ１−ｘＡＪｘＡｓ層３３が１３０μｍ成長
した。またＸＭＡ法を用いて測定したＡＩの混晶比ｘＯ
値は、Ｎ型Ｇ ａ Ａ ｍ基板３１とＮ型Ｇｅｔ−ＸＡ
ｌ ｘＡｓＡｓ２Ｏ３面においてｏ、 ｌｏ＄”、ＰＮ
接合３４の界面において０．０１〆であった。（第３図
の＠線２３参照）。
次に、Ｎ型Ｇ ａ Ａ ｍ基板３１及びＮ型Ｇａ Ｉ
−ｘＡｌ ｘＡｓ ｌ１ｉ３２の基板側的゛１０μｍを
通常の研摩により除去する。（８ｇ４図（Ｃ）、の点線
で示した部分）。
−ｘＡｌ ｘＡｓ ｌ１ｉ３２の基板側的゛１０μｍを
通常の研摩により除去する。（８ｇ４図（Ｃ）、の点線
で示した部分）。
次に、Ｎ ＠ （ｊａ ｌ −ｘＡｌｘＡｓ １３２の
前述の研摩さｎた面上にＡｕＧ６／Ａｕからなる表電極
３５を形成し。
前述の研摩さｎた面上にＡｕＧ６／Ａｕからなる表電極
３５を形成し。
更ニ、Ｐ ｆｉｌ Ｇａ １−ｘＡｌ ｘＡｓ層３３の
表面から不純物としてＺｎを約１μｍの深さに拡散し、
電極のオーミック性を良くするためのＰ＋拡散層３７を
形成し、その上にＡｕＺ Ｈ／Ａｕからなる裏電極３６
をドツト状に形成することで、所望のダイオードがチッ
プとして形成さｎたウェーハを得ることができた。そこ
でチップを切り出してパッケージに収納することによｐ
本発明の製造方法によるダイオードが製造さｎたことに
なる。
表面から不純物としてＺｎを約１μｍの深さに拡散し、
電極のオーミック性を良くするためのＰ＋拡散層３７を
形成し、その上にＡｕＺ Ｈ／Ａｕからなる裏電極３６
をドツト状に形成することで、所望のダイオードがチッ
プとして形成さｎたウェーハを得ることができた。そこ
でチップを切り出してパッケージに収納することによｐ
本発明の製造方法によるダイオードが製造さｎたことに
なる。
この実施例の製造方法で製造さｎたダイオードは上に詳
しく説明したように、前述の本発明のダイオードの構造
を良く満足する形で作らｎているので、その発光効率は
艮〈改善さｎているものと期待さｎる。そこでこのダイ
オードの発光出方を測定した結果、約２０個の平均で９
ｍＷ（ダイオード’ｔ（ｉｔ ＩＦ ＝ ｓ ｏ ｍＡ
で）ｔ−示し、従来品（０６ｍＷに対して５０％もの大
きな発光出力の増加が確認さ−ｒｔ九。又１発光中心波
長λｐａ９４００＾・半値幅５ｓｏｘであり、従来品の
λｐ＝９４０ ｏｚに比べて実用的に全く同等であるこ
とも確−認さｎた。
しく説明したように、前述の本発明のダイオードの構造
を良く満足する形で作らｎているので、その発光効率は
艮〈改善さｎているものと期待さｎる。そこでこのダイ
オードの発光出方を測定した結果、約２０個の平均で９
ｍＷ（ダイオード’ｔ（ｉｔ ＩＦ ＝ ｓ ｏ ｍＡ
で）ｔ−示し、従来品（０６ｍＷに対して５０％もの大
きな発光出力の増加が確認さ−ｒｔ九。又１発光中心波
長λｐａ９４００＾・半値幅５ｓｏｘであり、従来品の
λｐ＝９４０ ｏｚに比べて実用的に全く同等であるこ
とも確−認さｎた。
しかも、前述のように通常の方法による一回の液相成長
によりＰＮ接合が形成さｎるので、この実施例の製造方
法は高発光効率のダイオードを容易に製造できる量産性
に富んだ方法となっている。
によりＰＮ接合が形成さｎるので、この実施例の製造方
法は高発光効率のダイオードを容易に製造できる量産性
に富んだ方法となっている。
なお以上の実施例については一つの製造条件の場合しか
説明しなかつたけｎどもｓＡＪ混晶混晶比値が規定さｎ
た範囲に入っておｎば他のいろいろな製造条件において
も本発明のダイオードを製造できることはいうまでもな
い。
説明しなかつたけｎどもｓＡＪ混晶混晶比値が規定さｎ
た範囲に入っておｎば他のいろいろな製造条件において
も本発明のダイオードを製造できることはいうまでもな
い。
以上詳細に説明したとおり１本発明のダイオード及びそ
の製造方法によれば１発光中心波長等の特性は従来のも
のと同一で、しかも製造が容易でより高発光効率を有す
る赤外発光ダイオード及びその製造方法が得らｎるとい
う効果がある。
の製造方法によれば１発光中心波長等の特性は従来のも
のと同一で、しかも製造が容易でより高発光効率を有す
る赤外発光ダイオード及びその製造方法が得らｎるとい
う効果がある。
第１図は従来例のダイオードの断面図、第２図は本発明
のダイオードの一実施例の断面図Ｊ！３図は本発明のダ
イオードのＡ！混晶比Ｘの値を示温度プログラム図であ
る。 図において、１＊３１・・・・・・へ型Ｇ ａ Ａ・基
板、２、、、、、、Ｎ型Ｇａ Ａ ａ層、３・・・・・
・Ｐ型Ｇ ａ Ａ ＊層、４．３７・・・・・・Ｐ ”
Ｇ 暑Ａ ＠層、５ｔ１５＊３５・・・・・・表電極
。 ６＊１６＊３６・・・・・・表電極、１２＊３２・・・
・・・Ｎ型Ｇａｌ−ｘｋｌｘｋｍＮＩ、 １ １
ｔ ３ ａ＋＋ｓｍｐ型ｕｓ １−ｘＡｌｈＡｓ層
、７ 、 ｌ ３ 、３４−・−）’Ｎ接合。 隼３ 閉 奉４ 図 奉５図
のダイオードの一実施例の断面図Ｊ！３図は本発明のダ
イオードのＡ！混晶比Ｘの値を示温度プログラム図であ
る。 図において、１＊３１・・・・・・へ型Ｇ ａ Ａ・基
板、２、、、、、、Ｎ型Ｇａ Ａ ａ層、３・・・・・
・Ｐ型Ｇ ａ Ａ ＊層、４．３７・・・・・・Ｐ ”
Ｇ 暑Ａ ＠層、５ｔ１５＊３５・・・・・・表電極
。 ６＊１６＊３６・・・・・・表電極、１２＊３２・・・
・・・Ｎ型Ｇａｌ−ｘｋｌｘｋｍＮＩ、 １ １
ｔ ３ ａ＋＋ｓｍｐ型ｕｓ １−ｘＡｌｈＡｓ層
、７ 、 ｌ ３ 、３４−・−）’Ｎ接合。 隼３ 閉 奉４ 図 奉５図
Claims (2)
- （１） ｌ混晶比Ｘの値がへ型Ｇａ １−ｘＡＡｔ
ｘＡｓ層の表面において０．０５〜Ｑ、４）’Ｎ接合界
面において２０．０５以下の範囲内にあるように形成さ
ｎたＮ’ｌ Ｇａ Ｉ−ｘＡｌｘＡ＠層とＰ型Ｇａ Ｉ
−ｘＡｌｘＡｓ層からなるＰＮ接合を有し、前記Ｎ 型
Ｇａ １−ＸＡＡｊ ＸＡ１層の表面よりｙｔ、を取り
出すようにしたことを特徴とする赤外発光ダイオード。 - （２）Ｎ型ＧａＡｓ４板上にＡＩの混晶比Ｘの値が該Ｎ
型Ｇ ａ Ａ ＊ ４板とＮ型Ｇａ ｌ−ｘＡＡｔ ｘ
Ａ一層との界面において０．０５〜０．４該へ型Ｇｍ１
−ｘＡｌｘＡｓ層とＰ型Ｕｓ Ｉ −ｘＡｌｘＡｓ ＠
とで形成さｎるＰＮＮ接界界面おいで０．０５以下の範
囲にあるようにへ型Ｇａ １−ｘＡｌｘｌＬｍ層とＰ型
Ｇａ１＝ｘＡＪ’ｃＡｓ層を順次重ねて一回の液相成長
により形成する液相成長工程と、前記ＮｆｉＧａＡｓ基
板あるいは該へ型（ｊａＡＳ塙板と前記へ梨Ｇａ Ｉ−
ｘＡｌｘＡ−壇の一部分とを除去する除去工程とを含む
ことｔ−特徴とする赤外発光ダイオードの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57029207A JPS58147084A (ja) | 1982-02-25 | 1982-02-25 | 赤外発光ダイオ−ド及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57029207A JPS58147084A (ja) | 1982-02-25 | 1982-02-25 | 赤外発光ダイオ−ド及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58147084A true JPS58147084A (ja) | 1983-09-01 |
Family
ID=12269744
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57029207A Pending JPS58147084A (ja) | 1982-02-25 | 1982-02-25 | 赤外発光ダイオ−ド及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58147084A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0313761U (ja) * | 1989-06-27 | 1991-02-12 | ||
| EP0479307A2 (de) * | 1990-10-04 | 1992-04-08 | TEMIC TELEFUNKEN microelectronic GmbH | Infrarotes Licht emittierende Diode |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5254388A (en) * | 1975-10-29 | 1977-05-02 | Fujitsu Ltd | Light emitting diode |
-
1982
- 1982-02-25 JP JP57029207A patent/JPS58147084A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5254388A (en) * | 1975-10-29 | 1977-05-02 | Fujitsu Ltd | Light emitting diode |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0313761U (ja) * | 1989-06-27 | 1991-02-12 | ||
| EP0479307A2 (de) * | 1990-10-04 | 1992-04-08 | TEMIC TELEFUNKEN microelectronic GmbH | Infrarotes Licht emittierende Diode |
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