JPS60201681A - 二波長発光型発光ダイオ−ド - Google Patents

二波長発光型発光ダイオ−ド

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JPS60201681A
JPS60201681A JP59060397A JP6039784A JPS60201681A JP S60201681 A JPS60201681 A JP S60201681A JP 59060397 A JP59060397 A JP 59060397A JP 6039784 A JP6039784 A JP 6039784A JP S60201681 A JPS60201681 A JP S60201681A
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JP
Japan
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layer
type
gaas1
xpx
light
Prior art date
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Pending
Application number
JP59060397A
Other languages
English (en)
Inventor
Masayoshi Umeno
正義 梅野
Shiro Sakai
士郎 酒井
Sadao Fujii
貞男 藤井
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.)
Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd filed Critical Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
Priority to JP59060397A priority Critical patent/JPS60201681A/ja
Publication of JPS60201681A publication Critical patent/JPS60201681A/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
    • H01L33/0016Devices characterised by their operation having p-n or hi-lo junctions having at least two p-n 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は二波長発光型発光ダイオードに関する。
〔従来技術〕
プラスチックファイバーを用いた光通信において、発光
ダイオード(以下、Lll!Dという)は不可欠の素子
であるが、現在使用されているLEDは主としてG&x
tAlニー、XIka系のLIDであり、その発光ピー
ク波長は660nmあるいはそれより若干長波長側にあ
り、ポリメチルメタクリレートを芯材としたプラスチッ
クファイバーにとって低損失域である6 50 amに
、必ずしも一致したもので−はない。さらにより低損失
域である570nm帯に合致する発光材料は、今迄開発
されておらず、とくにこのような新光源の開発が、長距
離通信に使用するばあい、光源の高出力化とともに期待
されている。さらに、両低損失域に相当する2波長の光
を別々に駆動可能な状態で同一チップ上に集積したデバ
イスは、光多重通信用光源として通信容量の高帯域化を
実現することができ、プラスチックファイバーによる情
報伝送の用途を大きく広げるものであり、その開発が期
待されている。
〔発明の構成〕
本発明者らは前記のごとき実情に鑑み、ポリメチル、メ
タクリレートの両低損失域に相当する波長の光を発光す
る二波長発光型LIDを開発するため鋭意研究を重ねた
結果、本発明を完成したO すなわち本発明は、GaAs1−XPX(式中、Xは0
.35〜0.45である)からなる層を1つの発光層と
し、その上に形成された格子不整合が0.11以下であ
るbニー?aIニー−1!(式中、Y ハ0.65〜0
.8 、m GetO〜0.05である)からなる層を
他の発光層とすることを特徴とする二波長発光型発光ダ
イオードに関する。
〔発明の実m態様〕
本発明においては、GaAsx−xPx(式中、Xは0
.65〜0.45である〕からなる層が1つの発光層と
して用いられる。
該GaAg1.P、からなる層は単結晶層であり、液相
エピタキシーや気相エピタキシーなどの一般的ナエピタ
キシャル結晶成長技術を用いて成長させることによりえ
られる。使用する単結晶基板は、発光層を形成する結晶
と格子整合していることが望ましいが、適する基板がな
いばあいには、成長させる3元混晶の組成を段階的に変
化させ、格子不整合を緩和させることも可能である。
たとえば第1図または第2図に示すように、GaAs基
板を用いてGaAa、−I工からなる結晶を成長させる
ばあい、n型GaAs基板(6)上に組成変化をつけて
n型GaAsよ、xIPxI層(5)を気相成長などの
方法により成長させ、最終的にn型″G5lA30.、
XPx(式中、Xは0.65〜0.45である)層(4
)を成長させたのち、p型GaAs、−、P8層(8)
を成長させたり、あるいは形成されたn型G&AJll
−I8層にZnのようなp型ドーパントを拡散させ、G
aA3、!工層内にPN接合を形成せしめてもよい。こ
のようにして第1層の発光層が形成されるが、このよう
な方法に限定されるものではない。
前記のようにしてえられたQ&Aj11−28層におり
て、Xが前記範囲をはずれるばあいには、目的とする波
長の発光をうろことができない。
本発明においては、前記のようにしてえられたGaAu
1.?8からなる発光層の上に、格子不整合が0.1%
以下であるbニー、Ga、?□−へ(式中、yは0.6
5〜0.8.2はD〜0.05である]層からなる他の
発光層が形成される。
この発光層も単結晶層であり、GaAs□、1一層のば
あいと同様にして形成させることができる。
たとえばGILAs□−I8層のp型G&AJ!□!8
層(8)上に、0両、−一一層のばあいと同様にして、
p型Inl□yGゾ、−一層およびn型りニーyGゾ、
−一一層(いずれも式中、yは0.65〜0.8、gは
0〜0.05である)゛をヘテロエピタキシャル成長さ
せることにより、格子不整合が0.1%以下である第2
の発光層かえられる。また条件を適切に選択することに
より、たとえば成長時間を長くたもっことにより、n型
GaAsよ−−一層の上にp型Inl?Ga、Pニーと
tをヘテロエピタキシャル成長させると同時に、p型ド
ーパントの一部をn型G&A8、−ノ一層間に拡散させ
、p型Xnl、Ga、P、−、km、層のエピタキシャ
ル成長と第1の発光層であるp型G!A110.CP、
c層の形成を同時に行なうこともできる。
前記第2の発光層において、yが前記範囲をはずれるば
あいには、目的とする波長の発光をうろことができず、
yが大きすぎると、発光効率が低下する。また2が0.
05をこえると、発光波長が長波長側ヘシフトし、目的
とする波長の発光をうろことができない。
前記格子不整合が0.1%をこえると、発光効率がいち
じるしく低下するほか、デバイスの寿命も低下する。
本発明のLIDの特徴は、格子不整合が0.1%以下で
ある、異なるバンドギャップを有する化合物半導体をヘ
テ胃エピタキシーにより結晶成長させ、各層にPM接合
を形成せしめることによりえられ、これに電流を注入す
ることにより、各接合からプラスチックファイバーの両
低損失域に相当する560〜580mmおよび645〜
660mmの2つのピーク波長を有する光を単一デバイ
スを用いて、それぞれ独立に発光させることができる。
通常、本発明のLEDは、一般に用いられるしシスト剤
、マスキング剤、エツチング剤などを組合わせて使用し
て加工される。加工後のデバイスの具体例を示す図面を
用いて本発明の詳細な説明する。
第1図〜第3図に示すように、エピタキシャル成長法に
よりえられた本発明のLIIDを、たとえばSヱO3な
どのマスク剤あるいはフォトレジスト剤などによりパタ
ーン化などしてマスクシ、n型Inl、GayP□−、
As、層(1)およびp型xnl、yGny、−、b。
層(2)の一部を、図示しているように、エツチング除
去したのち、必要により所望のマスクを用いて電極(テ
)を蒸着させ、デバイスが形成される。
このようにして、第1図に示すような別々の発光面を有
する面発光デバイスや、第2図に示すような同一の発光
面を有する面発光デバイスなどが製造される。なお第3
FI4に示すように、光の吸収を防止するため発光面下
の基板であるn型G&As層(6)を除去すると、外部
量子効率が改善される。
これらのデバイスは共通のプラス電極をもち、各発光層
に固有のマイナス電極を有し、これらの間に別々にプラ
ス極にプラス、マイナス極にマイナスの電位を印加する
ことにより、2つの波長の光を独立して発光させること
ができる。
またエポキシ樹脂などの樹脂モールドや発光面に球レン
ズを装着させることにより、発光を集光して取出すこと
も可能であり、このようなばあいには、第2図または第
6図に示すように、デバイスの発光面が同一であること
がとくに好ましい。
つぎに実施例にもとづき本発明のLll!Dを説明する
実施例1 !lL型GaAs基板(ドーパン)TeJ上に組成変化
を設けて気相成長法によりGaAsP層を成長させ、ト
ップ層としてn 型G山o、axPo、so層(ドーパ
ントTe)を厚さ25顯になるまで成長させた単結晶を
液相エピタキシー用の基板として用い、p型層、s”o
、t” (ドーパントzn)を液相エピタキシー法によ
り、厚さ1.5mになるまで成長させたのち、n型”0
.3”O,71層(ドーパントT@)を厚さ0.5−に
なるまで成長させた。
えられた結晶は、p型−,3G&0.7v層の成長中に
p型ドーパントであるznがn型GaAso 、e□P
o、3o層中に拡散したため、基板(11型G山。、6
1P0.39層)/p型G&Ago 、6□Po 、s
o層/p型−83G〜、qP層/n型へ、σ’0.7P
層の4層積層した型のものとなっていた。
この結晶を2mmX 1mmにへき関し、半分(1mm
X1mm)および結晶裏面を7オトレジストでマスクし
たのち、a2o/HNo3/aal==2/1/1 (
容量比)の溶液で50°Oにて1.5分間エツチングを
行ない、厚さ約11Irnの−,3”0.7’層を除去
し、”11 bo 、3Gao 、71層を露出させた
。さらにn型”0.3”0.7v層、p型へ、3Gao
、、P層および基板面(n型)に、オーミック電極とし
てp型層に対してはAu−ZH,n型層に対してはAu
−8nを蒸着させて合金化し、第1図に示すタイプのデ
バイスをえた。
えられたデバイスのn型層、s”o、tP層とpfjl
l”0.3”0.7v層との間に1.6vの電圧を印加
すると、ピーク波長576皿の発光が、またp型”o、
5GaO,71層と基板間に1.4vの電圧を印加する
ことにより660膓の発光がそれぞれ認められた。
実施例2 実施例1と同様の結晶を用い、エピタキシヤル層を81
02スパツタ膜でマスクしたのち、H20/H,So、
/侮o2=2/1/1 (容量比λのエツチング剤を用
いてGaAs層をエツチング除去した。そののち実施例
1と同様にして、八、3Ga8.7v層の一部を除去し
、電極を蒸着し、第3図に示すタイプのデバイスをえた
えられたデバイスに電圧を印加したところ、同一の個所
からピーク波長575nmおよび660閣の発光がみと
められた。
【図面の簡単な説明】
#11図〜第6図は、いずれも本発明のLll!Dの一
実施態様を用いて製造したデノ(イスの断面説明図であ
る。 (図面の主要符号) (1) r n型層−yp&yPよ−一〜層(2) :
 p型−0−yGayPl−2〜層(8) + P型G
山、−I1層 (4) : n型GaA3、−28層 21図 第2口 23閲

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1G&A8、−XPx(式中、Xは0.ア〜0.45で
    ある)からなる層を1つの発光層とし、その上に形成さ
    れた格子不整合が0.1%以下であるり、−yGs、P
    、−、As2(式中、yは0.65〜0.8 、zは0
    〜0.05である)からなる層を他の発光層とすること
    を特徴とする二波長発光型発光ダイオード。
JP59060397A 1984-03-27 1984-03-27 二波長発光型発光ダイオ−ド Pending JPS60201681A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10256605A (ja) * 1997-03-13 1998-09-25 Rohm Co Ltd 半導体発光素子
JP2005072628A (ja) * 2004-12-13 2005-03-17 Rohm Co Ltd 半導体発光素子
US7872409B2 (en) 2007-08-03 2011-01-18 Au Optronics Corp. White light LED

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54118185A (en) * 1978-03-06 1979-09-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd Multi-wavelength band luminous element

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