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Info
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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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Links
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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
- H01L33/0004—Devices characterised by their operation
- H01L33/0008—Devices characterised by their operation having p-n or hi-lo junctions
- H01L33/0016—Devices 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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
.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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
、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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
。
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。
からピーク波長575nmおよび660閣の発光がみと
められた。
#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
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)
- 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。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59060397A JPS60201681A (ja) | 1984-03-27 | 1984-03-27 | 二波長発光型発光ダイオ−ド |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59060397A JPS60201681A (ja) | 1984-03-27 | 1984-03-27 | 二波長発光型発光ダイオ−ド |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60201681A true JPS60201681A (ja) | 1985-10-12 |
Family
ID=13140981
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59060397A Pending JPS60201681A (ja) | 1984-03-27 | 1984-03-27 | 二波長発光型発光ダイオ−ド |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60201681A (ja) |
Cited By (3)
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 |
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