JPS5891688A - 二色発光ダイオ−ドおよびその製造方法 - Google Patents
二色発光ダイオ−ドおよびその製造方法Info
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- JPS5891688A JPS5891688A JP56189537A JP18953781A JPS5891688A JP S5891688 A JPS5891688 A JP S5891688A JP 56189537 A JP56189537 A JP 56189537A JP 18953781 A JP18953781 A JP 18953781A JP S5891688 A JPS5891688 A JP S5891688A
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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
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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】
発明の技術分野
本発明は二色発光ダイオードとその製造方法に関する。
発明の技術的背景
ＧａＰによる発光ダイオード（以下ＬＥＤという）はド
ーパントを変えることにより赤色または緑色の何れの発
光をも得られるため、ＬｆｆｉＤの多色化への要求とも
相俟って、最近では一つのペレットで上記２色の光を発
光させる構造のＬＥＤが製造されている。この二色ＬＥ
Ｄは基本的には二つのｐｍ接合を有するものである。
ーパントを変えることにより赤色または緑色の何れの発
光をも得られるため、ＬｆｆｉＤの多色化への要求とも
相俟って、最近では一つのペレットで上記２色の光を発
光させる構造のＬＥＤが製造されている。この二色ＬＥ
Ｄは基本的には二つのｐｍ接合を有するものである。
第１図はＧａＰによる従来の二色１１０の断面図である
。同図において、１は亀ｍｌ（ｌｌ ｌ ）ＧａＰ基板
である。諌ｎａｌＧａＰ基板１の（１１１）２面上には
ドーパントとしてテ、を會む飄臘エピタキシャルＧａＰ
層ｚ１ ドーパントとしてｚｎおよび０を含むＰｌ［エ
ピタキシャルＧａＰ層１、ドーパントとしてｚｎ お
よびＮを含むｐＨエピタキシャルＧａＰ層４、ドーパン
トとして〒０およびＮを含むｎｆｉエピタキシャルＧａ
Ｐ層５が順次液相エピタキシャル成長法により形成され
ている。上記ｎ型層２とｐｍ層３は赤色発光用のｐｍ接
合を形成し、他方ν型層４とｎｌ１層５とは緑色発光用
の’ｐｍ接合を形成している。そして、鳳型基板１とｎ
ｌ１層５＃ζは夫々アノード電極６．７が形成され、ν
臘層３には共通のγノード電極Ｉが形成されている。な
お、上記のように、赤色発光用のｐｍ接合ではｐ型層３
にのみ０をドープするのに対して、緑色発光用のｐｍ接
合ではｐｉ１層４およびａｍ層５の両者にＮをドープし
なければならない。
。同図において、１は亀ｍｌ（ｌｌ ｌ ）ＧａＰ基板
である。諌ｎａｌＧａＰ基板１の（１１１）２面上には
ドーパントとしてテ、を會む飄臘エピタキシャルＧａＰ
層ｚ１ ドーパントとしてｚｎおよび０を含むＰｌ［エ
ピタキシャルＧａＰ層１、ドーパントとしてｚｎ お
よびＮを含むｐＨエピタキシャルＧａＰ層４、ドーパン
トとして〒０およびＮを含むｎｆｉエピタキシャルＧａ
Ｐ層５が順次液相エピタキシャル成長法により形成され
ている。上記ｎ型層２とｐｍ層３は赤色発光用のｐｍ接
合を形成し、他方ν型層４とｎｌ１層５とは緑色発光用
の’ｐｍ接合を形成している。そして、鳳型基板１とｎ
ｌ１層５＃ζは夫々アノード電極６．７が形成され、ν
臘層３には共通のγノード電極Ｉが形成されている。な
お、上記のように、赤色発光用のｐｍ接合ではｐ型層３
にのみ０をドープするのに対して、緑色発光用のｐｍ接
合ではｐｉ１層４およびａｍ層５の両者にＮをドープし
なければならない。
第２図は、ＧａＰ基板による二色発光ダイオードの他の
従来例を示す断面図である。同図に示すように、この場
合にはｍ１ｌＧａＰ基板１の片面側（（１１１）Ｇａ面
でも（１１１）Ｐ面でも町）に赤色発光用のｐｍ接合を
構成するｍ７７４層１およ（σν型層３を液相エピタキ
シャル成長すｔ、ｎ型基板ｌの他方の面に緑色発光用の
ｐｍ接合を構成するｎ型層５およびｐ！１層−を液相エ
ピタキシャル成長させた構造となっている。そして、外
側のｐ型層３．４には夫々アノード電極６′。
従来例を示す断面図である。同図に示すように、この場
合にはｍ１ｌＧａＰ基板１の片面側（（１１１）Ｇａ面
でも（１１１）Ｐ面でも町）に赤色発光用のｐｍ接合を
構成するｍ７７４層１およ（σν型層３を液相エピタキ
シャル成長すｔ、ｎ型基板ｌの他方の面に緑色発光用の
ｐｍ接合を構成するｎ型層５およびｐ！１層−を液相エ
ピタキシャル成長させた構造となっている。そして、外
側のｐ型層３．４には夫々アノード電極６′。
１′を形成すると共に、共通のカソード電極８′がｌＩ
Ｉ基板１に形成されている。
Ｉ基板１に形成されている。
゛背景技術の問題点
上記構造からなる従来の二色ＬＩＤでは何れの場合にも
、その製造に際して３回以上の液相エピタキシャル成長
法による結晶成長を行なう必要があるため、プロセスが
複雑となり量産性の点で問題があった。また、液相エピ
タキシャル成長の回数が多くなれば、それだけ各液相エ
ピタキシャル成長の間で、例えばウェハーを炉内から堆
り出す等により結晶面が汚染される機会が多くなるため
、高い発光効率が得られないという問題があった＠ 発明の目的 本発明は量産性に富み、かつ高い発光効率の得られる二
色発光ダイオードおよびその製造方法を提供するもので
ある。
、その製造に際して３回以上の液相エピタキシャル成長
法による結晶成長を行なう必要があるため、プロセスが
複雑となり量産性の点で問題があった。また、液相エピ
タキシャル成長の回数が多くなれば、それだけ各液相エ
ピタキシャル成長の間で、例えばウェハーを炉内から堆
り出す等により結晶面が汚染される機会が多くなるため
、高い発光効率が得られないという問題があった＠ 発明の目的 本発明は量産性に富み、かつ高い発光効率の得られる二
色発光ダイオードおよびその製造方法を提供するもので
ある。
発明の概要
本発明の提供する二色発光ダイオードは、−導電型のＧ
ａＰ基板上に赤色発光用のｐ型ＧａＰ層、赤色発光用の
ｎ型ＧａＰ層、緑色発光用のｎ型ＧａＰ層、緑色発光用
のｐ型ＧａＰ層をこの順序でエピタキシャル成長させた
構造を有するものである。即ち、第１図の従来の二色発
光ダイオードにおける基板上のエピタキシャル層がｎ型
／ｐ型／ｐ型／ｎ型の順序になっているのに対して、本
発明はエピタキシャル層の構造をｐ型層 ｎ ｆｌｉ／
ｎ Ｈ１ｉ／ ｐ型にしたことを特徴とするものであ
る。
ａＰ基板上に赤色発光用のｐ型ＧａＰ層、赤色発光用の
ｎ型ＧａＰ層、緑色発光用のｎ型ＧａＰ層、緑色発光用
のｐ型ＧａＰ層をこの順序でエピタキシャル成長させた
構造を有するものである。即ち、第１図の従来の二色発
光ダイオードにおける基板上のエピタキシャル層がｎ型
／ｐ型／ｐ型／ｎ型の順序になっているのに対して、本
発明はエピタキシャル層の構造をｐ型層 ｎ ｆｌｉ／
ｎ Ｈ１ｉ／ ｐ型にしたことを特徴とするものであ
る。
上記構造を採用することにより上３層のエピタキシャル
ＧａＰ層、即ち、ｎ型／ｎ型／ ｐ ｆ！１．の３層を
連続的に１回の液相エピタキシャルプロセスで形成する
ことができる。このｎ １！ｉ ／ ｎ Ｉｔ／ｐＨの
３層を連続的に一回のプロセスで形成する方法は、緑色
発光ＬＥｂの製造において既に広く行なわれているもの
で、カウンタードープ法と呼ばれているものである。本
発明は二色ＬＥＤのエピタキシャル層を上記の構造とす
ることによりこのカウンタードープ法の応用を可能とし
、製造プロセスの簡略化と発光効率の向上を同時に達成
したものである。
ＧａＰ層、即ち、ｎ型／ｎ型／ ｐ ｆ！１．の３層を
連続的に１回の液相エピタキシャルプロセスで形成する
ことができる。このｎ １！ｉ ／ ｎ Ｉｔ／ｐＨの
３層を連続的に一回のプロセスで形成する方法は、緑色
発光ＬＥｂの製造において既に広く行なわれているもの
で、カウンタードープ法と呼ばれているものである。本
発明は二色ＬＥＤのエピタキシャル層を上記の構造とす
ることによりこのカウンタードープ法の応用を可能とし
、製造プロセスの簡略化と発光効率の向上を同時に達成
したものである。
従って、本発明の製造方法は、−導電型のＧａＰ基板上
にまず赤色発光用のｐｍ層をエピタキシャル成長する工
程と、該ｐ型層上に赤色発光用のｎ型層、緑色発光用の
ｎ型層および緑色発光用のｐｍ層を順次連続的にエピタ
キシャル成長させる工程により発光効率の＾い二色ＬＥ
Ｄなる二色ＬＥＤにつきその製造方法を併記して説明す
る。
にまず赤色発光用のｐｍ層をエピタキシャル成長する工
程と、該ｐ型層上に赤色発光用のｎ型層、緑色発光用の
ｎ型層および緑色発光用のｐｍ層を順次連続的にエピタ
キシャル成長させる工程により発光効率の＾い二色ＬＥ
Ｄなる二色ＬＥＤにつきその製造方法を併記して説明す
る。
実施例
まず、３ ｘ ｌ Ｏ″′／−のＺｎをドープしたｐｇ
ＧａＰウェハー１１の（１１１）Ｐ面上に公知の液相成
長法によりｚｎ およびＯをドープ−ｐ型ＧａＰ層１
２を１０５０℃で成長させた。該ｐ型ＧａＰ層１２の膜
厚は平均１００μで、表面をｌＯμエツチングしてアク
セプター濃度を測定したところ、５ Ｘ １０ｔｖ／
ｄであった。次に、周知のカウンタードープ法により、
このｐ型ＧａＰ４１！！上に膜厚３０／ＪのｎｌｌＧａ
Ｐ層１３、膜厚２０μのｎ−型ＧａＰ層１４および膜厚
５０μのＰ＋型ＧａＰ層１５を連続的に液相エピタキシ
ャル成長させて第３図の積層体を得た。このカウンター
ドープ法において、最初ｐＲ型層１１は保持した亜鉛蒸
気を流しながら９３０℃から成長させた。また、ｎ−型
層１４およびｐ十型層１５の成長に際しては、緑色の発
光中心となるＮ原子をドープするためにアンモニアガス
を流した。
ＧａＰウェハー１１の（１１１）Ｐ面上に公知の液相成
長法によりｚｎ およびＯをドープ−ｐ型ＧａＰ層１
２を１０５０℃で成長させた。該ｐ型ＧａＰ層１２の膜
厚は平均１００μで、表面をｌＯμエツチングしてアク
セプター濃度を測定したところ、５ Ｘ １０ｔｖ／
ｄであった。次に、周知のカウンタードープ法により、
このｐ型ＧａＰ４１！！上に膜厚３０／ＪのｎｌｌＧａ
Ｐ層１３、膜厚２０μのｎ−型ＧａＰ層１４および膜厚
５０μのＰ＋型ＧａＰ層１５を連続的に液相エピタキシ
ャル成長させて第３図の積層体を得た。このカウンター
ドープ法において、最初ｐＲ型層１１は保持した亜鉛蒸
気を流しながら９３０℃から成長させた。また、ｎ−型
層１４およびｐ十型層１５の成長に際しては、緑色の発
光中心となるＮ原子をドープするためにアンモニアガス
を流した。
こうして得られた第３図の積層体におけるｎ型層１３お
よびｎ−１１層の主なドナードーパントはＳｌであり、
その濃度はｎｉ１層１３°で１ ６ Ｘ １０”１５
１”、 ｎ−１１８１１４”ｅ５ Ｘ １０”／ａｌで
あった。また、Ｐ＋臘層１５のアクセプターであるＺ、
の濃度は５ ｘ ｌ□ＩＩ／−であった。
よびｎ−１１層の主なドナードーパントはＳｌであり、
その濃度はｎｉ１層１３°で１ ６ Ｘ １０”１５
１”、 ｎ−１１８１１４”ｅ５ Ｘ １０”／ａｌで
あった。また、Ｐ＋臘層１５のアクセプターであるＺ、
の濃度は５ ｘ ｌ□ＩＩ／−であった。
次に、５００℃で５時間の熱処理を行なった後、第３図
の積層体から第４図に示すようなペレットを作成し、オ
ーミック電極１７／、１８゜１９を形成して二色Ｌｆｆ
ｉＤを得た。第４図の２色ＬＩＤにおいて、ｚｎおよび
ＯをドープしたＰ型層１２とｎ１１層１３は赤色発光用
のｐｍ接合を形成し、他方、Ｎをドープしたれ一型層１
４とＰ十型層１５とは縄色発光用のｐｒｓｇ合を形成し
ている。第４図のペレットサイズは赤色発光部が０．４
ＨＸ Ｏ，４Ｗ、緑色発光部が０．３ｓｍＸ Ｏ，４
ｗｓである。
の積層体から第４図に示すようなペレットを作成し、オ
ーミック電極１７／、１８゜１９を形成して二色Ｌｆｆ
ｉＤを得た。第４図の２色ＬＩＤにおいて、ｚｎおよび
ＯをドープしたＰ型層１２とｎ１１層１３は赤色発光用
のｐｍ接合を形成し、他方、Ｎをドープしたれ一型層１
４とＰ十型層１５とは縄色発光用のｐｒｓｇ合を形成し
ている。第４図のペレットサイズは赤色発光部が０．４
ＨＸ Ｏ，４Ｗ、緑色発光部が０．３ｓｍＸ Ｏ，４
ｗｓである。
こうして得られた第４図の二色ＬＥＤを丁〇−１８ステ
ムにマウントしてその特性を測定した。その結果、赤色
の発光効果は同一ウエノ１−中のｌＯペレットで１．５
＃２．５％、平均２％（電流値１ＯＷＬｋ）、緑色の
発光効率は平均０．２％（電流値２０艷）で、夫々単色
ＬＥＤの発色効率と同レベルの発、光効率が得られた。
ムにマウントしてその特性を測定した。その結果、赤色
の発光効果は同一ウエノ１−中のｌＯペレットで１．５
＃２．５％、平均２％（電流値１ＯＷＬｋ）、緑色の
発光効率は平均０．２％（電流値２０艷）で、夫々単色
ＬＥＤの発色効率と同レベルの発、光効率が得られた。
発明の効果
ｚ″上詳述したように、本発明によれば単純プロセスで
高効率の二色ＬＥＤを大規模に生造することができ、今
後需用の拡大が予想される多色ディスプレイにおけるコ
ストダウンおよび省力化に貢献するところ極めて大であ
る。
高効率の二色ＬＥＤを大規模に生造することができ、今
後需用の拡大が予想される多色ディスプレイにおけるコ
ストダウンおよび省力化に貢献するところ極めて大であ
る。
第１図および第２図は夫々従来の二色ＬＥＤを示す断面
図、第３図は本発明の一実施例になる製造工程を説明す
るための断面図、第４図は本発明の一実施例になる二色
ＬＥＤの断面図である。 １１−” ｐ型ＧａＰウェハー（基板）、１２’−ｐ凰
エピタキシャルＧａＰ層、１３・・・ｎ型エピタキシャ
ルＧａＰ層、１４・・・ｎ−型エピタキシャルＧａＰ層
、Ｊ５・−Ｐ＋型エピタキシャルＱａＰ ＠、１７゜１
８．１９・・・オーミック電極。
図、第３図は本発明の一実施例になる製造工程を説明す
るための断面図、第４図は本発明の一実施例になる二色
ＬＥＤの断面図である。 １１−” ｐ型ＧａＰウェハー（基板）、１２’−ｐ凰
エピタキシャルＧａＰ層、１３・・・ｎ型エピタキシャ
ルＧａＰ層、１４・・・ｎ−型エピタキシャルＧａＰ層
、Ｊ５・−Ｐ＋型エピタキシャルＱａＰ ＠、１７゜１
８．１９・・・オーミック電極。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１１−導電型のＧａＰ基板と、眩ＧａＰ基板上に形成
された亜鉛および酸素をドープしたＰＩＩＧａＰ層と、
該ｐ型ＧａＰ層上に形成されたｍｌＩＧａＰ層と、蚊ｍ
’ＩＩ ＧａＰ層上に形成された窒素をドープしたｌ
ａ ＩＩ ＧａＰ層と、眩ｆｉｌｌＧａＰ層上に形成さ
れた窒素をドープしたｐ ｌＩ ＧａＰ層とを具備した
ことを特徴とする二色発光ダイオード （２）−導電型のＧａＰ基板上に亜鉛および酸素をドー
プしたｐ ＩＪｉＧａＰ層を液相エピタキシャル成長さ
せる工程と、該ｐｌＩＧａＰ層上にｍ１ｌｉ・ＧａＰ層
、窒素をドープしたｎ ！１ｌＧａＰ層および窒素及び
亜鉛牽ドープしたｍｌＩＧａＰ層を連続的に液相エピタ
キシャル成長させる工程とを具備したことを特徴とする
二色発光ダイオードの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56189537A JPS5891688A (ja) | 1981-11-26 | 1981-11-26 | 二色発光ダイオ−ドおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56189537A JPS5891688A (ja) | 1981-11-26 | 1981-11-26 | 二色発光ダイオ−ドおよびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5891688A true JPS5891688A (ja) | 1983-05-31 |
Family
ID=16242962
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56189537A Pending JPS5891688A (ja) | 1981-11-26 | 1981-11-26 | 二色発光ダイオ−ドおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5891688A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS646054U (ja) * | 1987-06-30 | 1989-01-13 | ||
| US5187116A (en) * | 1989-07-05 | 1993-02-16 | Sharp Kabushiki Kaisha | Process for preparing electroluminescent device of compound semiconductor |
| US5652178A (en) * | 1989-04-28 | 1997-07-29 | Sharp Kabushiki Kaisha | Method of manufacturing a light emitting diode using LPE at different temperatures |
| US5707891A (en) * | 1989-04-28 | 1998-01-13 | Sharp Kabushiki Kaisha | Method of manufacturing a light emitting diode |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4864893A (ja) * | 1971-12-08 | 1973-09-07 | ||
| JPS50151484A (ja) * | 1974-05-27 | 1975-12-05 |
-
1981
- 1981-11-26 JP JP56189537A patent/JPS5891688A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4864893A (ja) * | 1971-12-08 | 1973-09-07 | ||
| JPS50151484A (ja) * | 1974-05-27 | 1975-12-05 |
Cited By (4)
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