JPS59201476A - 半導体発光装置 - Google Patents
半導体発光装置Info
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- JPS59201476A JPS59201476A JP58076452A JP7645283A JPS59201476A JP S59201476 A JPS59201476 A JP S59201476A JP 58076452 A JP58076452 A JP 58076452A JP 7645283 A JP7645283 A JP 7645283A JP S59201476 A JPS59201476 A JP S59201476A
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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
-
- 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
- H01L33/005—Processes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
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- 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】
〔発明の技術分野〕
本発明は緑色、青色等の短波長の発光を示すＬＥＤ （
発光ダイオード）としての半導体発光装置に関する。
発光ダイオード）としての半導体発光装置に関する。
現在ＩＪＤは多くの表示装置に用いられているが、発光
色は赤色から緑色までであり、青色。
色は赤色から緑色までであり、青色。
紫色等の短波長ＬＥＤは余シ実用に供せられていない。
これは、青色、紫色等を得るには少くとも２．５ｅＶ程
度以上の禁制帯幅を有する材料が必要であるが、このよ
うな広い禁制帯幅を有する材料には、それぞれ素子化に
際して多くの困難な問題があシ、量産が困難なためであ
る。現在までに発表されている青色ＩＪＤ材料としては
、ＧａＮ （窒化ガリウム）、ｓｉｃ （炭化ケイ素）
、ＺｎＳ （硫化亜鉛）、Ｚｎ５ｅ（、セレｙ化亜鉛）
がある。
度以上の禁制帯幅を有する材料が必要であるが、このよ
うな広い禁制帯幅を有する材料には、それぞれ素子化に
際して多くの困難な問題があシ、量産が困難なためであ
る。現在までに発表されている青色ＩＪＤ材料としては
、ＧａＮ （窒化ガリウム）、ｓｉｃ （炭化ケイ素）
、ＺｎＳ （硫化亜鉛）、Ｚｎ５ｅ（、セレｙ化亜鉛）
がある。
しかしこれらの材料はいずれも多くの製造上の問題を含
有している。即ち上記１番目のＧａＮはＮ型の導電型の
みしか得られず、またエピタキシャル成長によシ薄膜を
得ることはできるが、エピタキシャル成長を行なう基板
となるべき単結晶は得られていない。このためサファイ
ア等の絶縁性基板上にＮ型ＧａＮ層を形成し、絶縁性薄
膜、電極膜を作成し、ＭＩＳ構造（ＭｅｔａｌＩｎｇｎ
ｌａｔｏｒ Ｓｅｍ１ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ）で素子を
作成している。しかし発光強度は後述のＺｎＳ 、 Ｚ
ｎ５ｅと比較して弱い。上記２番目のＳＩＣはＰ、Ｈの
両溝電性の形成が可能であシ、またエピタキシャル成長
の基板として使用し得る程度の単結晶は製造することが
できる。しかしＳｉＣは間接遷移であシ、余シ高い発光
強度は期待できない。上記３番目と４番目のＺｎＳ 、
Ｚｎ５ｅは上記ＧａＮと同様に、Ｎ型の導電型のみし
か得られていないが、基板として使用し得る程度の単結
晶は得られている。但し基板として使用し得る大きさは
高々１０ｍａＸ１０ｍｍ程度である。またＺｎＳ 、、
Ｚｎ５ｅの場合、高温下で製造した単結晶はＺｎ空孔
が一般に多量に存在し、これが関与する深い不純物準位
によって長波長の光を発することが多い。これを避ける
ため、通常は単結晶を溶融Ｚｎで処理し、その後にＭＩ
Ｓ構造素子としている。このように工程は繁雑であるが
、発光強度の方は高い。第１図はＺｎＳによる素子構造
を示し、図中ｌはＮ型ＺｎＳ、２はオーミック電極、３
は絶縁膜、４はＡｕショットキー電極である。
有している。即ち上記１番目のＧａＮはＮ型の導電型の
みしか得られず、またエピタキシャル成長によシ薄膜を
得ることはできるが、エピタキシャル成長を行なう基板
となるべき単結晶は得られていない。このためサファイ
ア等の絶縁性基板上にＮ型ＧａＮ層を形成し、絶縁性薄
膜、電極膜を作成し、ＭＩＳ構造（ＭｅｔａｌＩｎｇｎ
ｌａｔｏｒ Ｓｅｍ１ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ）で素子を
作成している。しかし発光強度は後述のＺｎＳ 、 Ｚ
ｎ５ｅと比較して弱い。上記２番目のＳＩＣはＰ、Ｈの
両溝電性の形成が可能であシ、またエピタキシャル成長
の基板として使用し得る程度の単結晶は製造することが
できる。しかしＳｉＣは間接遷移であシ、余シ高い発光
強度は期待できない。上記３番目と４番目のＺｎＳ 、
Ｚｎ５ｅは上記ＧａＮと同様に、Ｎ型の導電型のみし
か得られていないが、基板として使用し得る程度の単結
晶は得られている。但し基板として使用し得る大きさは
高々１０ｍａＸ１０ｍｍ程度である。またＺｎＳ 、、
Ｚｎ５ｅの場合、高温下で製造した単結晶はＺｎ空孔
が一般に多量に存在し、これが関与する深い不純物準位
によって長波長の光を発することが多い。これを避ける
ため、通常は単結晶を溶融Ｚｎで処理し、その後にＭＩ
Ｓ構造素子としている。このように工程は繁雑であるが
、発光強度の方は高い。第１図はＺｎＳによる素子構造
を示し、図中ｌはＮ型ＺｎＳ、２はオーミック電極、３
は絶縁膜、４はＡｕショットキー電極である。
本発明は上記笑情に鑑みてな式れたもので、良好な発光
特性、電気特性を有し、かつ量産可能なしＦ、Ｄとして
の半導体発光装置を提供しようとするものである。
特性、電気特性を有し、かつ量産可能なしＦ、Ｄとして
の半導体発光装置を提供しようとするものである。
本発明は、既に実用に供し得る大口径単結晶基板が得ら
れているＰ型ＧａＰ単結晶基板を用い、上記基板に格子
整合するＰ型カルコパイライト単結晶Ｃｏ（ＡｔｘＧａ
、−ｘ） （ＳｙＳｓ、、）２． Ｎ型層 ｎ（Ｓ２Ｓ
ｅ１−ｚ）ヲ順にエピタキシャル成長させ、更に必要に
応じてＮ ９ ＧａＰをエピタキシャル成長させて得た
ウェハ両面にオーミ、り電極を形成し、ヘテロＰＮ接合
を有する素子としたものである。
れているＰ型ＧａＰ単結晶基板を用い、上記基板に格子
整合するＰ型カルコパイライト単結晶Ｃｏ（ＡｔｘＧａ
、−ｘ） （ＳｙＳｓ、、）２． Ｎ型層 ｎ（Ｓ２Ｓ
ｅ１−ｚ）ヲ順にエピタキシャル成長させ、更に必要に
応じてＮ ９ ＧａＰをエピタキシャル成長させて得た
ウェハ両面にオーミ、り電極を形成し、ヘテロＰＮ接合
を有する素子としたものである。
以下図面を参照して本発明の一実施例を説明する。第２
図に示す如く基鈑としては（１００）Ｐ型Ｇ＊Ｐｌ：１
を用い、気相成長法によシＰ型Ｃ” （ＡＺｘＧ ａ
１−ｘ） （Ｓ ｙ Ｓｅ １−ｙ）２ ｊ ｊを成長
させる。ここでＸはＯ≦Ｘ≦１の全領域、ｙも０≦ｙ≦
１の全領域で形成可能であるが、ｙは０，４≦ｙ≦０．
６程度、とシわけＧａＰ基板に格子整合するｙ＝０．５
前後が望ましい。上記Ｐ型Ｃｕ（ＡＺｘＧａ、−ρ（３
ｙＳｓ １−ｙ）層の形成後、更にＮ型Ｚｎ （Ｓｚ”
＠＋−ｚ）エピタキシャル成長層１３を形成する。ここ
で２は０≦２≦１の全領域で形成可能であるが、０．７
≦Ｚ≦１とシわけＧａＰ基板に格子整合する０、 ９≦
ｙ≦１程度が望ましい。上記層１２．１３をそれぞれ形
成後、更に第３図のようにＮ型ＧａＰ ｌ ４をエピタ
キシャル成長させてもよい。このように製造したエピタ
キシャルウエノ１のＰｍＧａＰ ｌ １ 、 Ｎ型Ｇａ
Ｐ １４ないしＮ型ｚｎ （ｓ ｚ ｓ ｅ １−ｚ
） Ｊ Ｊ上にそれぞれオーミック性電極１５，１６を
形成し、ＬＥＤを製造した。
図に示す如く基鈑としては（１００）Ｐ型Ｇ＊Ｐｌ：１
を用い、気相成長法によシＰ型Ｃ” （ＡＺｘＧ ａ
１−ｘ） （Ｓ ｙ Ｓｅ １−ｙ）２ ｊ ｊを成長
させる。ここでＸはＯ≦Ｘ≦１の全領域、ｙも０≦ｙ≦
１の全領域で形成可能であるが、ｙは０，４≦ｙ≦０．
６程度、とシわけＧａＰ基板に格子整合するｙ＝０．５
前後が望ましい。上記Ｐ型Ｃｕ（ＡＺｘＧａ、−ρ（３
ｙＳｓ １−ｙ）層の形成後、更にＮ型Ｚｎ （Ｓｚ”
＠＋−ｚ）エピタキシャル成長層１３を形成する。ここ
で２は０≦２≦１の全領域で形成可能であるが、０．７
≦Ｚ≦１とシわけＧａＰ基板に格子整合する０、 ９≦
ｙ≦１程度が望ましい。上記層１２．１３をそれぞれ形
成後、更に第３図のようにＮ型ＧａＰ ｌ ４をエピタ
キシャル成長させてもよい。このように製造したエピタ
キシャルウエノ１のＰｍＧａＰ ｌ １ 、 Ｎ型Ｇａ
Ｐ １４ないしＮ型ｚｎ （ｓ ｚ ｓ ｅ １−ｚ
） Ｊ Ｊ上にそれぞれオーミック性電極１５，１６を
形成し、ＬＥＤを製造した。
上記実施例の効果を、第１図のＺｎＳを用いたＬＥＤと
比較して説明する。ＺｎＳは前述のように発光強度の強
い材料であるが、Ｎ型の導電性のものしか得られず、Ｌ
ＥＤとして利用する場合にはＭＩＳ接合を利用している
。しかるにこの場合の発光領域はショットキー電極ｌの
直下の絶縁層（Ｉ層）、Ｎ型ＺｎＳ層（Ｓ／畜）３の界
面であシ、発光した光はショットキー電極１によって吸
収され、外部への発光は著しく低下してしまう。なお上
記１層としては５ｉｎ２． ＺｎＯ、ＺｎＳ等を用いれ
ばよい。
比較して説明する。ＺｎＳは前述のように発光強度の強
い材料であるが、Ｎ型の導電性のものしか得られず、Ｌ
ＥＤとして利用する場合にはＭＩＳ接合を利用している
。しかるにこの場合の発光領域はショットキー電極ｌの
直下の絶縁層（Ｉ層）、Ｎ型ＺｎＳ層（Ｓ／畜）３の界
面であシ、発光した光はショットキー電極１によって吸
収され、外部への発光は著しく低下してしまう。なお上
記１層としては５ｉｎ２． ＺｎＯ、ＺｎＳ等を用いれ
ばよい。
一方第２図の本発明の実施例のものは、発光は、Ｎ型Ｚ
ｎ（８，Ｓ＠１−ｚ）Ｊ ３からＰ型ｃ１１（ＭｘＧａ
ｌ−８）（ｓ−〇Ｉ−ｙ）２１２に注入されたキャリア
の再結合によっておこるが、Ｎ型層 ｎ （Ｓ ｚ Ｓ
ｅ ＋−ｚ） ２３は発光した光のエネルギーよシも
広い禁制帯幅を有するため、光は素子のＮ型層１３の表
面より良く取り出すことができる。ところでこの場合Ｎ
型Ｚｎ （Ｓ、Ｓｓ、、）１３上へのオーミック接触の
形成が不可欠となるが、これにはＩｎ −Ｈｇ 、 Ｉ
ｎ−Ｇａ等の合金を用いることができるものの、これら
の合金の形成は容易ではない。その対策としては、第３
図に示すようにオーミック接触を得るために、Ｎ型Ｚｎ
（Ｓ、５ｅ１１） １３上にＮ型ＧａＰ 、１４を形成
すればよい。Ｎ型ＧａＰ上へのオーミック接触は、Ａｕ
合金等を用いて容易に形成し得る。この場合ＧａＰの禁
制帯幅はＣｕ（ＡｔＸＧａ、−ｘ）（ＳｙＳｅ７．、、
ｙ）２よシ狭いため、ＰＮ接合で発光した光を吸収して
しまうが、第４図で示したようにＮ型ＧａＰ層Ｊ４の形
成を電極１６の直下に限定すれば、上記のような不都合
はなくなるものであ７へ 〔発明の効果〕 以上説明した如く本発明によれば良好な発光特性が得ら
れ、またＮ型Ｚ ｎ （Ｓ 、Ｓ ｅ １−ｚ ）エピ
タキシャル成長層上に更にＮ型ＧａＰエピタキシャル成
長層を設ければ、オーミック接触が得られるため電気特
性が良ぐな）、かつ量産性に優れた半導体装置が提供で
きるものである。
ｎ（８，Ｓ＠１−ｚ）Ｊ ３からＰ型ｃ１１（ＭｘＧａ
ｌ−８）（ｓ−〇Ｉ−ｙ）２１２に注入されたキャリア
の再結合によっておこるが、Ｎ型層 ｎ （Ｓ ｚ Ｓ
ｅ ＋−ｚ） ２３は発光した光のエネルギーよシも
広い禁制帯幅を有するため、光は素子のＮ型層１３の表
面より良く取り出すことができる。ところでこの場合Ｎ
型Ｚｎ （Ｓ、Ｓｓ、、）１３上へのオーミック接触の
形成が不可欠となるが、これにはＩｎ −Ｈｇ 、 Ｉ
ｎ−Ｇａ等の合金を用いることができるものの、これら
の合金の形成は容易ではない。その対策としては、第３
図に示すようにオーミック接触を得るために、Ｎ型Ｚｎ
（Ｓ、５ｅ１１） １３上にＮ型ＧａＰ 、１４を形成
すればよい。Ｎ型ＧａＰ上へのオーミック接触は、Ａｕ
合金等を用いて容易に形成し得る。この場合ＧａＰの禁
制帯幅はＣｕ（ＡｔＸＧａ、−ｘ）（ＳｙＳｅ７．、、
ｙ）２よシ狭いため、ＰＮ接合で発光した光を吸収して
しまうが、第４図で示したようにＮ型ＧａＰ層Ｊ４の形
成を電極１６の直下に限定すれば、上記のような不都合
はなくなるものであ７へ 〔発明の効果〕 以上説明した如く本発明によれば良好な発光特性が得ら
れ、またＮ型Ｚ ｎ （Ｓ 、Ｓ ｅ １−ｚ ）エピ
タキシャル成長層上に更にＮ型ＧａＰエピタキシャル成
長層を設ければ、オーミック接触が得られるため電気特
性が良ぐな）、かつ量産性に優れた半導体装置が提供で
きるものである。
第１図は従来のＬＥＤを示す構成図、第２図は本発明の
一火施例の構成図、第３図、第４図は本発明の他の実施
例の構成図である。 １１ ・Ｐ型ＧａＰ、 ｊ２ ・−Ｐ型ｃ ｕ（ＭＰａ
ｌ−ｘ）（ｓ、５ｅ１−ｙ） ２、Ｊ ３ ・Ｎ型Ｚｎ
（Ｓ、５ｅ１−ｚ）、ｌ ４ ・Ｎ型ＧｈＰ、ｘ５＊１
６・・・オーミック電極。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第１図 ム 第２図 第３図 ６ ５ 第４図 ６
一火施例の構成図、第３図、第４図は本発明の他の実施
例の構成図である。 １１ ・Ｐ型ＧａＰ、 ｊ２ ・−Ｐ型ｃ ｕ（ＭＰａ
ｌ−ｘ）（ｓ、５ｅ１−ｙ） ２、Ｊ ３ ・Ｎ型Ｚｎ
（Ｓ、５ｅ１−ｚ）、ｌ ４ ・Ｎ型ＧｈＰ、ｘ５＊１
６・・・オーミック電極。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第１図 ム 第２図 第３図 ６ ５ 第４図 ６
Claims (2)
- （１）Ｐ型ＧａＰ単結晶基板上にＰ型 Ｃｕ（ＡＬｘＧａ、−〇（ＳｙＳｅ、−ｙ）２工ピタキ
シヤル成長層（０≦Ｘ≦１，０≦ｙ≦１）を設け、該成
長層上にＮ型Ｚｎ（Ｓ、８ｇ＋１−、 ）エピタキシャ
ル成長層（０≦２≦１）を設けて々ることを特徴とする
半導体発光装置。 - （２） 前記Ｎ型Ｚｎ（Ｓ、Ｓｓ、−、）エピタキシ
＋、Ａｙ成長層上にＮ型ＧａＰエピタキシャル成長層を
設け、該成長層表面にオーミック電極を形成したことを
特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の半導体発光装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58076452A JPS59201476A (ja) | 1983-04-30 | 1983-04-30 | 半導体発光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58076452A JPS59201476A (ja) | 1983-04-30 | 1983-04-30 | 半導体発光装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59201476A true JPS59201476A (ja) | 1984-11-15 |
Family
ID=13605536
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58076452A Pending JPS59201476A (ja) | 1983-04-30 | 1983-04-30 | 半導体発光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59201476A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5010376A (en) * | 1989-09-01 | 1991-04-23 | Kokusai Denshin Denwa Co., Ltd. | Light emitting heterojunction semiconductor device |
-
1983
- 1983-04-30 JP JP58076452A patent/JPS59201476A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5010376A (en) * | 1989-09-01 | 1991-04-23 | Kokusai Denshin Denwa Co., Ltd. | Light emitting heterojunction semiconductor device |
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