JPS5958878A - 半導体発光装置 - Google Patents

半導体発光装置

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JPS5958878A
JPS5958878A JP57170140A JP17014082A JPS5958878A JP S5958878 A JPS5958878 A JP S5958878A JP 57170140 A JP57170140 A JP 57170140A JP 17014082 A JP17014082 A JP 17014082A JP S5958878 A JPS5958878 A JP S5958878A
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JP
Japan
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layer
concentration
light emitting
thickness
growth layer
Prior art date
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Pending
Application number
JP57170140A
Other languages
English (en)
Inventor
Haruyoshi Yamanaka
山中 晴義
Nagataka Ishiguro
永孝 石黒
Susumu Furuike
進 古池
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication of JPS5958878A publication Critical patent/JPS5958878A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor 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
    • H01L33/0004Devices characterised by their operation
    • H01L33/0008Devices characterised by their operation having p-n or hi-lo junctions

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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は発光ダイオード等の半導体発光装置に関する。
従来例の構成とその問題点 発光ダイオード(LED)は、小型堅牢、低消費電力等
、優れた特性に加え、多色性とファツショナブルな外観
と相俟って、数多くの分野で使用されている。表示用、
デジタル用は言うまでもなく、最近では、光ファイバと
組合せ、光伝送システムの光源として、OA機器やロボ
ット等に使用されつつある。このように多種多様にわた
るLEDに対して、市場より、より高輝度化を望む声が
強い0 ところで、LEDは例えばGaAfiAS −CaAS
接合、GaAsP −GaP接合のようなヘテロ接合が
しばしば用いられる。ヘテロ接合は異種の半導体で接合
を形成するため、通常のホモ接合と比較して数多くの問
題が発生する。ヘテロ接合を形成する場合、結晶構造、
格子定数を一致させ結晶への歪を極力減少させることは
言うまでもないが、熱膨張係数の差等により、接合界面
での格子不整合により歪が発生する。また不純物を添加
する場合もヘテロ界面で偏析が起りやすく、その結果、
高密度の界面準位が発生する等、素子の特性を悪くして
いた。
例えば、高輝度発光ダイオードとして注目されているC
aA7As L RD  の構造および同混晶中のjJ
As混晶比をそれぞれ第1図(a) 、 (b)に示す
。同図において、1はp −GaAS基板、2はp −
GaA7AS層、3はn −GaAlAs層、4,6は
それぞれn側。
p側電極である。一般に結晶成長は一除冷法を用いて成
長を行なうが、p −CaA、5As層2は同図(b)
で示す様にAIAS混晶比は成長とともに減少する。
GaA4AS L E D  は−発光効率と視感度の
関係より−pn接合部でのAβhs混晶比が0.36と
なるように、A71!添加量等を制御される。その後n
−GaAlAs層3を形成するが−このn −GaA7
iAS層3は一通常、pn接合で発光した光を吸収され
ることなく取り出すためにA7AS混晶比を0.7と高
くする。一方、GaA]Asをn型にする添加不純物と
してTeを用いるが、Teは液相から固相への分配係数
が大きく結晶中へ入り易い。eaA、5As発光ダイオ
ードの発光領域はp −GaA/As層2であるため、
発光効率を向上させるためには電子の注入効率を上げる
ことが必要である。すなわちTeの添加量を増加するこ
とが必要であるが、Te濃度の増大と関連して前述した
ようにヘテロ界面にも高濃度層が発生し、結晶性が悪く
なるとともに、クロスドーピング等の現象が現われるた
め、実際にばTe添加量を多くすることが出来ず発光効
率も悪かった。
発明の目的 本発明は、pn接合界面近傍を低濃度にすることにより
界面での高濃度の準位の発生を押え結晶性を良くし、か
つ近接する高濃度層より低濃度層を介して一電子または
正孔を発光領域に注入し、注入効率を向上させ高輝度化
を図ることのできる半導体発光装置を提供せんとするも
のである。
発明の構成 本発明の半導体発光装置は、所定導電型の半導体基板上
に形成された同導電型成長層上に低濃度で、かつ電子ま
たは正孔の拡散長以下の薄膜を形成し、pn接合近傍で
の添加不純物による結晶欠陥の生成を阻止し、さらに近
接して高濃度層を形成し、発光領域への電子捷たは正孔
の注入は、高a度層より低濃度層を介して注入効率を高
めるとともに、pn接合近傍の結晶性を良くし発光再結
合効率を向上させることにより、高輝度化を可能とした
ものである。
実施例の説明 本発明を第2図に断面構造で示すGaA]AS L E
 Dを用いて詳細に説明する。p −GaAS基板1(
Znドープ、不純物濃度1〜2×10crrL)上に、
通常の徐冷法を用いて、p −GaA、5As層2を形
成する。p −CTajJJIS層2の厚さは、30μ
mであり、添加不純物は亜鉛(Zn)を用い濃度は1〜
2×1018crn−6である。p −GaA/As層
2を徐冷法を用いて成長するとA/AS混晶比は第1図
(b)で示す従来の場合と同様に成長とともに減少する
。それゆえp −GaA/AS層2を成長する場合(7
)Ga1.Li7当りのAl添加量は1.81n7、G
aAs多結晶は6 Q mLiであり、850℃よりs
 o o ′C’1で徐冷を行なった。p −GajJ
AS層2形成後層成形成後を交換しp −(raA71
IAs層21を形成する。 p −GaAIAS層21
への添加不純物はZnであり、不純物濃度は6〜10×
10 Crn である。成長溶液形成用原料中のjJ 
、 GaAs  多結晶のGaに対する比率は前記溶液
と同じである。p −GaA4AS層21の膜原21.
5〜1.Qllmに制御される。その後、発光領域で発
光した光が吸収されることなく外部へ取り出せるようG
ajJAS混晶中のAIAS混晶比が0.7と高く、不
純物濃度が1〜5X101  で膜厚が0.3〜0.6
μmのn −(raA4As層31を形成する。成長溶
液形成組成物中、Ga1gr当りのAl、 GaAs多
結晶の添加量は、それぞれ” ”! +4 Q mgで
ある。その後、同じjJAs混晶比を持つn −GaA
lAs層3を形成する。n −GaA4AS層3の膜厚
は2o〜26μmであり不純物濃度は5〜10X10(
1771である。結晶成長終了後、n側電極4.n側電
極5を形成する。メサエッチを施し、素子分離を行身い
所定のステムにマウントする。
第3図に低濃度層(p −GaAlAs層21およびn
 −GaAIAS層31)の層厚1光出力の関係を、第
4図に低濃度層の膜厚が1.5〜2 、Olimの時の
p −GaAfiAS層21とn −CrajJAs層
31の膜厚比と光出力の関係を示す。第3図に示すよう
に低濃度層の膜厚が薄くなる柳、高濃度層よりの電子の
注入が増え、かつ低濃度層を介して高濃度層の発光領域
まで注入され発光再結合確率が増加する。
なお、第3図中の膜厚が零の点は一低a度層が存在しな
い点であり、従来装置の発光出力を示すものである。
一方、第4図かられかるように、低濃度p−GaAlA
s層21が薄くなりすぎると、高濃度層p−GaA4A
S層2からのZnのオートド−ピンクにより低濃度p 
−GaA4As層21中へ層数1中高濃度になり効果が
減少する。また極端な場合は、低濃度n −GajJA
S層31中にまで拡散が及び、電気的なρn接合が低濃
度n −GaAlAs層31中に出来る。この場合n 
−G2LAβAs層31中はエネルギーギャップが間接
遷移領域となり発光効率は悪くなる。
以上の結果より、電子または正孔の拡散長以下ヒ の膜厚の低濃度の心及びnoGaAIAS層を導入する
ことにより、接合近傍での不純物の偏析を無くし、かつ
結晶性を良くすることが出来る。また−高濃度なドーピ
ングを行なってもAlAs混晶比の同じ低濃度層21.
31が存在するため、界面での偏析が起こらない。更に
、ヘテロ接合界面は相互が低濃度なため、不純物の偏析
は起こりにくい。
低濃度層21.31の膜厚は充分薄いため、高濃度層よ
り低濃度層を介して発光領域へ注入され発光再結合を起
こす。したがって、高濃度p−にaAIAs層1での発
光再結合イ1舊率は高く、従来の低濃度層を導入しない
場合と比較して発光出力は3〜4倍に向上した。
なお本発明は、GajJAs赤色発光ダイオードについ
て述べたが、GaASp 、 InCraASp 、 
GaAS 。
Gap  等発光ダイオードについても同様のことが言
える。
発明の効果 本発明は前記の実施例より明らかなように−an接合近
傍に低a度層を導入することにより、結晶性を向上させ
、かつ不純物の偏析を押え、前記低a度層の厚さを電子
又は正孔の拡散長以内にすることにより、隣接する高濃
度層より注入を行ない、発光効率の向上を実現したもの
である。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)は、従来の(1,aAdAS赤色発光ダイ
オードの構造断面図、第1図(b)はjJAs混晶比を
示すプロファイル図、第2図は本発明によるGaAβA
s赤色発光ダイオードの構造断面図、第3図は本発明に
係る装置の低濃度層の膜厚と光出力の関係図、第4図は
p/n低濃度層の膜厚比と光出力の関係図である。 1 =−=−p −GaAS基板、2 、、、 、・−
p −GaA7jjAS層(高濃度層)−21・・・・
・・p −GaAdAS層(低濃度層)、31 =−・
−n −GaAlAS層(低濃度層)、3・・・・・・
n −GaAlAs層(高濃度層)、4・・・・・・n
側電極、5・・・・・・n側電極。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第1
図 4 第3図 第4図 P・G、All5 R/1 /n−に、AlAs#L4
27

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)第1導電型の半導体基板上に形成された第1導電
    型の第1の成長層と、前記第1の成長層上に形成され、
    前記第1の成長層より不純物濃度が低く、かつ厚さが薄
    い第1導電型の第2の成長層と、前記第2の成長層上に
    形成され、前記第2の成長層と同程度の不純物濃度およ
    び厚みを有する第2導電型の第3の成長層と、前記第3
    の成長層上に形成され、前記第3の成長層より高濃度の
    第2導電型の第4の成長層を有し、前記第2および第3
    の両成長層を合わせた厚さが電子又は正孔の拡散長よシ
    も薄いことを特徴とする半導体発光装置。
  2. (2)第2.第3の成長層の不純物濃度が1×1017
    0 以下である特許請求範囲第1項に記載の半導体発光
    装置。
  3. (3)前記第4の成長層の不純物濃度が6×1017σ
     以上である特許請求範囲第1頂に記載の半導体発光装
    置。
JP57170140A 1982-09-28 1982-09-28 半導体発光装置 Pending JPS5958878A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61183977A (ja) * 1985-02-08 1986-08-16 Toshiba Corp 発光素子及びその製造方法
JPH0316279A (ja) * 1989-06-14 1991-01-24 Hitachi Ltd 発光ダイオード素子およびその製造方法
US5024967A (en) * 1989-06-30 1991-06-18 At&T Bell Laboratories Doping procedures for semiconductor devices
US5087949A (en) * 1989-06-27 1992-02-11 Hewlett-Packard Company Light-emitting diode with diagonal faces

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61183977A (ja) * 1985-02-08 1986-08-16 Toshiba Corp 発光素子及びその製造方法
JPH055191B2 (ja) * 1985-02-08 1993-01-21 Tokyo Shibaura Electric Co
JPH0316279A (ja) * 1989-06-14 1991-01-24 Hitachi Ltd 発光ダイオード素子およびその製造方法
US5087949A (en) * 1989-06-27 1992-02-11 Hewlett-Packard Company Light-emitting diode with diagonal faces
US5024967A (en) * 1989-06-30 1991-06-18 At&T Bell Laboratories Doping procedures for semiconductor devices

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