JPS5866375A - 発光ダイオ−ド - Google Patents
発光ダイオ−ドInfo
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- JPS5866375A JPS5866375A JP56165083A JP16508381A JPS5866375A JP S5866375 A JPS5866375 A JP S5866375A JP 56165083 A JP56165083 A JP 56165083A JP 16508381 A JP16508381 A JP 16508381A JP S5866375 A JPS5866375 A JP S5866375A
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- emitting diode
- light
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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
- 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
- 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 Table
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/484—Connecting portions
- H01L2224/48463—Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a ball bond
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Led Devices (AREA)
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】
本発明は発光ダイオードに関し、特にシリコンフォト・
ダイオードの最高感度受光波長領域に発光波長を有し且
つ発光効率が高められた発光ダイオード素子の構成に一
つの提案をするものである〇光通信機′ａあるいは情報
処理装置等にあっては、受光素子として、シリコン（Ｂ
１）を基材とするフォトダイオード（ＰＭ接合ダイオー
ド、Ｐ工Ｎ構造７オト・ダイオード、アバーランシェフ
オド会ダイオード）が多用されている。かかるシリコン
フォト・ダイオードは、一般に８００〜８８・Ｏ（ｎｍ
）の領域に蛾高感度波長が存在する。
ダイオードの最高感度受光波長領域に発光波長を有し且
つ発光効率が高められた発光ダイオード素子の構成に一
つの提案をするものである〇光通信機′ａあるいは情報
処理装置等にあっては、受光素子として、シリコン（Ｂ
１）を基材とするフォトダイオード（ＰＭ接合ダイオー
ド、Ｐ工Ｎ構造７オト・ダイオード、アバーランシェフ
オド会ダイオード）が多用されている。かかるシリコン
フォト・ダイオードは、一般に８００〜８８・Ｏ（ｎｍ
）の領域に蛾高感度波長が存在する。
一方前記電子機器あるいは装置における発光素子として
は、安価で且つ高出力であるという点から、シリコンが
添加（ドープされたガリウム砒素（ＧａＡｓ）未発光ダ
イオードが適用されている。
は、安価で且つ高出力であるという点から、シリコンが
添加（ドープされたガリウム砒素（ＧａＡｓ）未発光ダ
イオードが適用されている。
かかるシリコンドーグのＧａＡｓ＠元ダイオードは、シ
リコンがＧａ Ａｓに対して両性不純物となり得、液相
成兼時のＩｊｄ度を選択することＫよってドナーあるい
はアクセプタとして作用し得るために、一つの檜に収容
された溶媒（メルト）のみの使用によって多数の牛導体
基板に対し連続且つ同時処理かり能となる。従って量産
性に冨むために、安価に得られるものである。
リコンがＧａ Ａｓに対して両性不純物となり得、液相
成兼時のＩｊｄ度を選択することＫよってドナーあるい
はアクセプタとして作用し得るために、一つの檜に収容
された溶媒（メルト）のみの使用によって多数の牛導体
基板に対し連続且つ同時処理かり能となる。従って量産
性に冨むために、安価に得られるものである。
また、かかるシリコンドープのＧａ Ａ１発光ダイオー
ド扛、アクセプタ不純物準位が深いために。
ド扛、アクセプタ不純物準位が深いために。
Ｇａ五８のエネルギーギャップ（Ｌ４２ （ｅＶ） ’
）に対応する発光波長（８７０〜ｓａＯ（ｎｍ））に比
較して、発光波擾は９４０（ｎｍ）（エネルギギャップ
で約１１２（ｅＶ））と長くなる。かかる発光波長に対
してＧＥＬ ＡＥＩは透明となるため、当該発光ダイオ
ード素子内において発生した光は当該発光ダイオード素
子内においてはとんど吸収されず、高い発光効率をもっ
て出力される。
）に対応する発光波長（８７０〜ｓａＯ（ｎｍ））に比
較して、発光波擾は９４０（ｎｍ）（エネルギギャップ
で約１１２（ｅＶ））と長くなる。かかる発光波長に対
してＧＥＬ ＡＥＩは透明となるため、当該発光ダイオ
ード素子内において発生した光は当該発光ダイオード素
子内においてはとんど吸収されず、高い発光効率をもっ
て出力される。
しかしながら、かかるシリコンドープのＧａＡｓ発光ダ
イオードの発光波長９４ｏ（ｎｍ’ｌは、前記シリコン
フォト・ダイオードの最高感度波長８００−８８０（ｎ
ｍ）と一致しておらず、し九がってシリコンドープのＧ
ａＡｓ発光ダイオードとシリコンフォト・ダイオードと
の組み合わせにおいてはより高い光伝達効率を得ること
ができない。
イオードの発光波長９４ｏ（ｎｍ’ｌは、前記シリコン
フォト・ダイオードの最高感度波長８００−８８０（ｎ
ｍ）と一致しておらず、し九がってシリコンドープのＧ
ａＡｓ発光ダイオードとシリコンフォト・ダイオードと
の組み合わせにおいてはより高い光伝達効率を得ること
ができない。
本発明はかかる従来技術における問題点を解決しようと
するものであり、特にシリコンフォト・ダイオードの最
高感度波長域に発光波長域を有し且つ高い発光効率を有
する発光ダイオード素子を提供しようとするものである
。
するものであり、特にシリコンフォト・ダイオードの最
高感度波長域に発光波長域を有し且つ高い発光効率を有
する発光ダイオード素子を提供しようとするものである
。
このため、本発明によれば、シリコンを有効不純物とし
て連続成長された−４電型ガリウム・アルミニウム・砒
素層と、反対導電型ガリウム・アルミニウム・砒素層と
から構成され、前記ガリウム・アルミニウム・砒素層の
一方が容器基体へ直接固着され、他方のガリウム・アル
ミニウム・砒素層が発光面とされてなる発光ダイオード
が提供される。
て連続成長された−４電型ガリウム・アルミニウム・砒
素層と、反対導電型ガリウム・アルミニウム・砒素層と
から構成され、前記ガリウム・アルミニウム・砒素層の
一方が容器基体へ直接固着され、他方のガリウム・アル
ミニウム・砒素層が発光面とされてなる発光ダイオード
が提供される。
以下本発明を実施例をもって眸細に説明する。
第１図乃至第４図は本発明による発光ダイオード索子の
製造工種を示す。
製造工種を示す。
本発明によれば、例えば厚さ３００〔μｍ〕のＮ型Ｇａ
Ａｓ基板が準備され、かかるＧａ Ａｓ基板上にシリ
コンが添加されたＮ型ガリウム・アルミニウム・砒素（
ＧａＡ／！、Ａ８ ）Ｉｉｌｌｌ及びＰ型ＧａＡｔＡｓ
層が液相成長法によシ連続して成長される。
Ａｓ基板が準備され、かかるＧａ Ａｓ基板上にシリ
コンが添加されたＮ型ガリウム・アルミニウム・砒素（
ＧａＡ／！、Ａ８ ）Ｉｉｌｌｌ及びＰ型ＧａＡｔＡｓ
層が液相成長法によシ連続して成長される。
かかる液相成長処ｊｉｉ後の状態を第１図に示す。
同図において、１１はＮ型Ｇａ Ａｓ基板、１２はシリ
コンが添加されたＮ型ＧａＡｔＡｐ層、１３は同じくシ
リコンが添加されたＰ ｍＧａ ＡｔＡｓ層である。
コンが添加されたＮ型ＧａＡｔＡｐ層、１３は同じくシ
リコンが添加されたＰ ｍＧａ ＡｔＡｓ層である。
ここで、前記Ｇａ Ａｔム８層１２及び１３の成長に―
しては、液相成長用メルトとして、ガリウム及び必費重
のシリコン（右幻が溶解され念ものが使用される。
しては、液相成長用メルトとして、ガリウム及び必費重
のシリコン（右幻が溶解され念ものが使用される。
そして当該メルトとＧａ ＡＳ基板１１とを０ＡＩｆ９
２０（℃）の状態において接触させ、αｌ（℃／分〕を
もって温度を低下せしめる。かかる温度域にあってはシ
リコンは主としてドナー不純物として作用し、ＧＩＬＡ
ＩＩＩ基板上にはＮ ｆＪ ＧａＡｔＡｓ層１２が形成
される。
２０（℃）の状態において接触させ、αｌ（℃／分〕を
もって温度を低下せしめる。かかる温度域にあってはシ
リコンは主としてドナー不純物として作用し、ＧＩＬＡ
ＩＩＩ基板上にはＮ ｆＪ ＧａＡｔＡｓ層１２が形成
される。
かかるＮ型ＧａＡ４Ａｓ層１２の初期（初晶）のＸ値す
なわちａのｔ（ａａｌ”ｘ ＡＡｍＡｇのＸ値）をＸ−
０３とし、不純物濃度を１０１″（１１／ａ”）と設定
した場合には、温度ｆ３ｙｏ（℃）付近でＰＭ接合が形
成される。この時、Ｎ型ＧａＡｔＡｓ層１２の厚さは１
００（μｍ）ｉとなｐ、を九ＰＮ接合部のＸ値はＸ−０
１程となる。
なわちａのｔ（ａａｌ”ｘ ＡＡｍＡｇのＸ値）をＸ−
０３とし、不純物濃度を１０１″（１１／ａ”）と設定
した場合には、温度ｆ３ｙｏ（℃）付近でＰＭ接合が形
成される。この時、Ｎ型ＧａＡｔＡｓ層１２の厚さは１
００（μｍ）ｉとなｐ、を九ＰＮ接合部のＸ値はＸ−０
１程となる。
前記ＰＭ接合が形成されて後の前記シリコンは主として
アクセプタとして作用し、温度８４０（Ｕ）にて成長処
理を終了するまでに厚さ６０〔μｍ〕程のＰ型Ｇ＆Ａｔ
Ａ３壜１３が形成−される。
アクセプタとして作用し、温度８４０（Ｕ）にて成長処
理を終了するまでに厚さ６０〔μｍ〕程のＰ型Ｇ＆Ａｔ
Ａ３壜１３が形成−される。
前記第１図に示される構造における前記アルミニウムの
量（Ｘ値）の変化を第２図に示す〇ＡｔＡｓの偏析係数
がＧａＡｓよシも大である仁とかしたがって、ガリウム
メルト中へのアルミニウムの添加量は、ＰＮ接合付近に
おいて所望の発光波長８００〜８８０（ｎｍ）が得られ
るよう、すなわち前記Ｘ値が得られるよう設定される。
量（Ｘ値）の変化を第２図に示す〇ＡｔＡｓの偏析係数
がＧａＡｓよシも大である仁とかしたがって、ガリウム
メルト中へのアルミニウムの添加量は、ＰＮ接合付近に
おいて所望の発光波長８００〜８８０（ｎｍ）が得られ
るよう、すなわち前記Ｘ値が得られるよう設定される。
本発明によれば５次いで前記ＧａＡｓ基板１１がエツチ
ング除去される。これは当該発光ダイオード索子の発光
波長がカえば８５０（ｎｍ）に選択された場合、かかる
発光波長に対してＧａＡｓ基板が吸収体となり、発光ダ
イオード素子としての光出力の低下を招いてしまうこと
を防止するためになされる。かかるＧａ Ａｓ基板１１
のエツチング剤としては例えは過酸化水素水（ＨｚＯ霊
）とアンモニア（ＩＪＨ，ＯＨ）との混合液を用いるこ
とができる。
ング除去される。これは当該発光ダイオード索子の発光
波長がカえば８５０（ｎｍ）に選択された場合、かかる
発光波長に対してＧａＡｓ基板が吸収体となり、発光ダ
イオード素子としての光出力の低下を招いてしまうこと
を防止するためになされる。かかるＧａ Ａｓ基板１１
のエツチング剤としては例えは過酸化水素水（ＨｚＯ霊
）とアンモニア（ＩＪＨ，ＯＨ）との混合液を用いるこ
とができる。
前記Ｇａ Ａｓ基板１１が除去され九慢の状態を第３図
に示す・ このようにして、 Ｎ ｆＪ ＧａＡｔＡｓ１ｌｉ ｌ
２とＰ型ＧａＡｊＡ−ｅ層１３との積層体から構成さ
れる装置ィオード素子は、当該発光ダイオード素子を収
容する容器への被固着面側となるＧａＡｔＡ３層表面に
例えば金・亜鉛（＊ｕ−Ｚｎ）合金からなる金属層が配
設され、発光面となるＧａ ｋｔＡ８層表面の例えば中
央部にドツト状の金・ゲルマニウム（ムｕ−Ｇｅ ）合
金からなる金属層が配設され、電極が形成される０ ａＩ４図に、かかる発光ダイオード素子の容器基体への
固着状態を示す。
に示す・ このようにして、 Ｎ ｆＪ ＧａＡｔＡｓ１ｌｉ ｌ
２とＰ型ＧａＡｊＡ−ｅ層１３との積層体から構成さ
れる装置ィオード素子は、当該発光ダイオード素子を収
容する容器への被固着面側となるＧａＡｔＡ３層表面に
例えば金・亜鉛（＊ｕ−Ｚｎ）合金からなる金属層が配
設され、発光面となるＧａ ｋｔＡ８層表面の例えば中
央部にドツト状の金・ゲルマニウム（ムｕ−Ｇｅ ）合
金からなる金属層が配設され、電極が形成される０ ａＩ４図に、かかる発光ダイオード素子の容器基体への
固着状態を示す。
第４図（ａ）は、前記発光ダイ′オード素子のＮ型Ｇａ
ＡｔＡｓ層１２側を容器基体４１へ固着し、Ｐ型ＧａＡ
ｔＡｓ層１３側から発光りをなすものであ）、４２はＰ
型Ｇａ ｋｌム８層１３上の電極へ接続され九リード線
である。
ＡｔＡｓ層１２側を容器基体４１へ固着し、Ｐ型ＧａＡ
ｔＡｓ層１３側から発光りをなすものであ）、４２はＰ
型Ｇａ ｋｌム８層１３上の電極へ接続され九リード線
である。
また第４図（ｂ）は、前記発光ダイオード素子のＰ型Ｇ
ａＡｔＡｓ層１３側を容器基体４１へ固着し、ＫｇＧａ
Ａｔム８層１ａｌｌから発光りをなすものであシ。
ａＡｔＡｓ層１３側を容器基体４１へ固着し、ＫｇＧａ
Ａｔム８層１ａｌｌから発光りをなすものであシ。
４３はＮ型ＧａＡｔＡａ層１２上の電極へ接続されたリ
ード線である。
ード線である。
このような本発明によれば、シリコンフォト・ダイオー
ドの最高感度波長域に発光波長域を有し、且つ高い発光
効率を有する発光ダイオード素子が容易に得られる。
ドの最高感度波長域に発光波長域を有し、且つ高い発光
効率を有する発光ダイオード素子が容易に得られる。
第１図乃至第４図は、本発明による発光ダイオードの製
造工程を示す断面図及び曲線図である０図において、１
１・・・・・・ＧａＡａ基板１２・・・・・・口１１Ｇ
ａＡｔＡｓ層１３ 、・・・・・Ｐ型ＧａＡｔＡｓ層４
１・・・・・・容器基体
造工程を示す断面図及び曲線図である０図において、１
１・・・・・・ＧａＡａ基板１２・・・・・・口１１Ｇ
ａＡｔＡｓ層１３ 、・・・・・Ｐ型ＧａＡｔＡｓ層４
１・・・・・・容器基体
Claims (1)
- シリコンを有効不純物として連続成長された−４電型ガ
リウム・アルミニウム・砒素層と反対導電型ガリウム・
アルミニウム・砒素層とから構成され、前記ガリウム・
アルミニウム・砒素層の一方が容器基体へ直接固着され
、他方のガリウム・アルミニウム・砒素層が発光面とさ
れてなることを特徴とする発光ダイオード１゜
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56165083A JPS5866375A (ja) | 1981-10-16 | 1981-10-16 | 発光ダイオ−ド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56165083A JPS5866375A (ja) | 1981-10-16 | 1981-10-16 | 発光ダイオ−ド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5866375A true JPS5866375A (ja) | 1983-04-20 |
Family
ID=15805545
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56165083A Pending JPS5866375A (ja) | 1981-10-16 | 1981-10-16 | 発光ダイオ−ド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5866375A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60194585A (ja) * | 1984-03-16 | 1985-10-03 | Toshiba Corp | 発光ダイオ−ド |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4876483A (ja) * | 1972-01-14 | 1973-10-15 |
-
1981
- 1981-10-16 JP JP56165083A patent/JPS5866375A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4876483A (ja) * | 1972-01-14 | 1973-10-15 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60194585A (ja) * | 1984-03-16 | 1985-10-03 | Toshiba Corp | 発光ダイオ−ド |
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