JPS63128776A - 発光素子 - Google Patents
発光素子Info
- Publication number
- JPS63128776A JPS63128776A JP61275586A JP27558686A JPS63128776A JP S63128776 A JPS63128776 A JP S63128776A JP 61275586 A JP61275586 A JP 61275586A JP 27558686 A JP27558686 A JP 27558686A JP S63128776 A JPS63128776 A JP S63128776A
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- Japan
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- alxga1
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- Pending
Links
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- 125000004433 nitrogen atom Chemical group N* 0.000 claims description 12
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
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Landscapes
- 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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は発光層にＧａＰ／＾ｆｆ１Ｐの超格子構造層を
用いた発光素子に関するものである。
用いた発光素子に関するものである。
現在一般に緑色発光ダイオードは発光層としてＧａＰが
広く用いられているが、発光ピーク波長が５６０ｎｍ前
後であって黄緑色であり、純緑色の波長５４０ｎｍから
はかけ離れた値となっており、バンドギャップの小さい
ＧａＰでは純緑色の発光を得るのは難しいのが現状であ
る。そこでこれに代わる材料としてバンドギャップが更
に大きいＡ Ｉｌ、Ｇａ１−ｓｔ Ｐを用いた発光素子
の開発が進められている。
広く用いられているが、発光ピーク波長が５６０ｎｍ前
後であって黄緑色であり、純緑色の波長５４０ｎｍから
はかけ離れた値となっており、バンドギャップの小さい
ＧａＰでは純緑色の発光を得るのは難しいのが現状であ
る。そこでこれに代わる材料としてバンドギャップが更
に大きいＡ Ｉｌ、Ｇａ１−ｓｔ Ｐを用いた発光素子
の開発が進められている。
この発光材料であるＡｌｘＧａ１−ｘ Ｐは、間接遷移
型半導体であって発光効率が低いため、発光効率の向上
には緑色発光中心となるＮ原子をドープする必要がある
が、ＡＪを含む材料では結晶成長時にＮ原子を排除する
性質があり、Ｎ原子の取り込みが難しいという問題があ
った。
型半導体であって発光効率が低いため、発光効率の向上
には緑色発光中心となるＮ原子をドープする必要がある
が、ＡＪを含む材料では結晶成長時にＮ原子を排除する
性質があり、Ｎ原子の取り込みが難しいという問題があ
った。
本発明はかかる事情に鑑みなされたものであって、その
目的とするところは発光層にＧａＰ／ＡＪ！Ｐからなる
超格子構造層を用いることによってよりＮ原子のとり込
みを容易にし、純緑色に近い発光を得られるようにした
発光素子を提供するにある。
目的とするところは発光層にＧａＰ／ＡＪ！Ｐからなる
超格子構造層を用いることによってよりＮ原子のとり込
みを容易にし、純緑色に近い発光を得られるようにした
発光素子を提供するにある。
本発明にあっては、ｎ型（又はｐ型）ＧａＰＪＪ板上に
順次的に積層されたｎ型（又はｐ型）Ａ Ｉ ”、ｃ’
ａ ｌ −ＸＰ層、ＧａＰ層にのみＮ原子を選択的にド
ープしたＧａＰ／＾ｌＰからなる超格子構造発光層、ｐ
型（又はｎ型）ＡＪヨＧａ、□Ｐ層を具備する。
順次的に積層されたｎ型（又はｐ型）Ａ Ｉ ”、ｃ’
ａ ｌ −ＸＰ層、ＧａＰ層にのみＮ原子を選択的にド
ープしたＧａＰ／＾ｌＰからなる超格子構造発光層、ｐ
型（又はｎ型）ＡＪヨＧａ、□Ｐ層を具備する。
本発明にあってはこれによってＮ原子の取り込みも容易
に行い得てバンドギャップをＧａＰの場合よりも大きく
設定し得、純緑色の発光が得られる。
に行い得てバンドギャップをＧａＰの場合よりも大きく
設定し得、純緑色の発光が得られる。
以下本発明をその実施例を示す図面に基づき具体的に説
明する。第１図は本発明に係る発光素子（以下本発明素
子という）の断面構造図であり、図中１は導電型がｎ型
（又はｐ型）のＧａ Ｐ ｉ板、２は導電型がｎ型（又
はｐ型）のＡｔ１ｌＧａｐ−１，ＩＰ層、３はＧａＰ（
Ｎドープ）／＾ＩＰからなる超格子構造発光層、４は導
電型がｐ型（又はｎ型）の＾１． Ｇａｔ、 Ｐ層、５
．６は電極を示している。
明する。第１図は本発明に係る発光素子（以下本発明素
子という）の断面構造図であり、図中１は導電型がｎ型
（又はｐ型）のＧａ Ｐ ｉ板、２は導電型がｎ型（又
はｐ型）のＡｔ１ｌＧａｐ−１，ＩＰ層、３はＧａＰ（
Ｎドープ）／＾ＩＰからなる超格子構造発光層、４は導
電型がｐ型（又はｎ型）の＾１． Ｇａｔ、 Ｐ層、５
．６は電極を示している。
ｎ型ＧａＰ基＃Ｉｉ、Ｉ上にｎ型Ａ １ ｗ Ｇａｔ−
＊ Ｐ ７１２、ＧａＰ（Ｎドープ）／ＡｌＰからなる
超格子構造発光層３、ｐ型Ａ１．Ｇａ、−８Ｐ層４をこ
の順序に積層形成すると共にｐ型＾１．Ｇａ、−ヨＰＮ
４表面及びｎ型ＧａＰ基板１表面の各一部にｔＷｔ５．
Ｇを形成し、を極５は可変抵抗器Ｒを介在させて直流電
源Ｅの工種に、また電極６は同じく負橿に夫々接続し、
両電極５．６間に所定の電圧を印加し純緑色発光を行わ
せるようになっている。
＊ Ｐ ７１２、ＧａＰ（Ｎドープ）／ＡｌＰからなる
超格子構造発光層３、ｐ型Ａ１．Ｇａ、−８Ｐ層４をこ
の順序に積層形成すると共にｐ型＾１．Ｇａ、−ヨＰＮ
４表面及びｎ型ＧａＰ基板１表面の各一部にｔＷｔ５．
Ｇを形成し、を極５は可変抵抗器Ｒを介在させて直流電
源Ｅの工種に、また電極６は同じく負橿に夫々接続し、
両電極５．６間に所定の電圧を印加し純緑色発光を行わ
せるようになっている。
なお基板としてｐ型Ｇａ Ｐ ７５板を用いるときは、
この表面にｐ型ｋｌ、Ｇａ、−ｘＰ層、ＧａＰ（Ｎドー
プ）／ＡｊＰからなる超格子構造発光層、ｎ型Ａｌ、Ｇ
ａ、−ｘＰ層をこの順序に積層形成する。
この表面にｐ型ｋｌ、Ｇａ、−ｘＰ層、ＧａＰ（Ｎドー
プ）／ＡｊＰからなる超格子構造発光層、ｎ型Ａｌ、Ｇ
ａ、−ｘＰ層をこの順序に積層形成する。
次に上記した本発明素子の製造工程の一例につき具体的
に数値を掲げて説明する。先ずｎ型ＧａＰ基板１の主面
上に例えば有機金属熱分解成長法（ＭＯＣＶＤ法）によ
りｎ型Ａ ｌ ｏ、 ｔＧａｏ、 ３ Ｐ層を厚さ約ｌ
Ｏμｍ積層形成し、次いでこの表面にノンドープのＡＩ
Ｐ、Ｎ原子をドープしたＧａＰを交互に積層して全体の
厚さが１〜２μｍ程度となるまで反復積層してＧａＰ（
Ｎドープ）／ＡＡＰの超格子構造発光層３を形成し１、
更にこの表面にｐ型Ａ ｌ ｅ、 ｙＧａｓ、 ｓ Ｐ
層を約２〜３μｍの厚さに積層形成する。
に数値を掲げて説明する。先ずｎ型ＧａＰ基板１の主面
上に例えば有機金属熱分解成長法（ＭＯＣＶＤ法）によ
りｎ型Ａ ｌ ｏ、 ｔＧａｏ、 ３ Ｐ層を厚さ約ｌ
Ｏμｍ積層形成し、次いでこの表面にノンドープのＡＩ
Ｐ、Ｎ原子をドープしたＧａＰを交互に積層して全体の
厚さが１〜２μｍ程度となるまで反復積層してＧａＰ（
Ｎドープ）／ＡＡＰの超格子構造発光層３を形成し１、
更にこの表面にｐ型Ａ ｌ ｅ、 ｙＧａｓ、 ｓ Ｐ
層を約２〜３μｍの厚さに積層形成する。
第２図は上記した如くにして形成された本発明素子にお
けるＧａＰ（Ｎドープ）／＾ｌＰ超格子構造発光層３の
エネルギーバンド図であり、超格子構造を構成するＧａ
Ｐ（格子完敗： ５．４５１２人）のバンドギャップＥ
ｇ＋は２．２６ｅＶ程度、またＡｊＰ（格子完敗： ５
．４５１人）のバンドギャップＥｇｇは２．４５ｅＶ程
度であり、超格子構造発光層のバンドギャップＥｇｓ
（Ｅｃａ−Ｅｖｅ）は２．３ｅＶ程度であり、この値は
緑色光の放出が可能な値である。
けるＧａＰ（Ｎドープ）／＾ｌＰ超格子構造発光層３の
エネルギーバンド図であり、超格子構造を構成するＧａ
Ｐ（格子完敗： ５．４５１２人）のバンドギャップＥ
ｇ＋は２．２６ｅＶ程度、またＡｊＰ（格子完敗： ５
．４５１人）のバンドギャップＥｇｇは２．４５ｅＶ程
度であり、超格子構造発光層のバンドギャップＥｇｓ
（Ｅｃａ−Ｅｖｅ）は２．３ｅＶ程度であり、この値は
緑色光の放出が可能な値である。
但しくＥｖｅｉ価電子帯の量子化準位、Ｅｃｏ：伝導帯
の量子化準位） このバンドギャップＥｇｇはＮ原子をドープしたＧａＰ
と、ＡＭＰとの層厚を０〜１Ｏｎｓの間で適当に変化さ
せることによって変更可能である。
の量子化準位） このバンドギャップＥｇｇはＮ原子をドープしたＧａＰ
と、ＡＭＰとの層厚を０〜１Ｏｎｓの間で適当に変化さ
せることによって変更可能である。
第３図は本発明素子の発光スペクトル特性図てあり、横
軸に波長（ｎ＋＋＋）を、また縦軸に発光強度（ａ−ｕ
）をとって示しである。
軸に波長（ｎ＋＋＋）を、また縦軸に発光強度（ａ−ｕ
）をとって示しである。
なお、グラフ中実線は本発明素子の、また一点鎖線は超
格子構造発光層３を構成するＧａＰ層にＮ原子をドープ
しない場合の、更に破線は従来素子の結果を夫々示して
いる。
格子構造発光層３を構成するＧａＰ層にＮ原子をドープ
しない場合の、更に破線は従来素子の結果を夫々示して
いる。
この特性図から明らかなように従来素子の発光波長はピ
ーク波長が５６ｏｎ−前後であるのに対し本発明素子で
はピーク波長が５４０ｎ−であって純緑色が得ら゛れて
いる。また一点鎖線で示すＮ原子をドープしない超格子
構造発光層の場合に比較して発光中心としてのＮ原子を
ドープした本発明素子では発光強度が２倍以上と大きく
なっていることが解る。
ーク波長が５６ｏｎ−前後であるのに対し本発明素子で
はピーク波長が５４０ｎ−であって純緑色が得ら゛れて
いる。また一点鎖線で示すＮ原子をドープしない超格子
構造発光層の場合に比較して発光中心としてのＮ原子を
ドープした本発明素子では発光強度が２倍以上と大きく
なっていることが解る。
以上の如く本発明素子にあっては発光層をＧａＰ（Ｎド
ープ）／＾ｔｐからなる超格子構造を用いるから発光ス
ペクトルは純緑色の発光スペクトルが得られ、また発光
強度も格段に向上するなど、本発明は優れた効果を奏す
るものである。
ープ）／＾ｔｐからなる超格子構造を用いるから発光ス
ペクトルは純緑色の発光スペクトルが得られ、また発光
強度も格段に向上するなど、本発明は優れた効果を奏す
るものである。
第１図は本発明素子の断面構造図、第２図は本発明素子
におけるＧａＰ（Ｎドープ）／ ＡＩＰ＆ｉ１格子構造
発光層のエネルギーバンド図、第３図は本発明素子の発
光スペクトル特性図である。 １・・・ｎ型（又はｐ型）ＧａＰ基板 ２ ・ｎ型（又はｐ型） ＾ｌ、 Ｇａｔ−ｘ Ｐ層３
・・・超格子構造発光層 ４ ・Ｉ）型（又はｎ型） ＡＩＸＧａＩ−ｘ Ｐ層
５．６・・・電極 特 許 出願人 住友金属工業株式会社代理人 弁理
士 河 野 登 夫伝導挙 □εＣＧ 三〇 −Ｅｖ鴫 イ墨電子帯 ＄ ２図 お ３ 回
におけるＧａＰ（Ｎドープ）／ ＡＩＰ＆ｉ１格子構造
発光層のエネルギーバンド図、第３図は本発明素子の発
光スペクトル特性図である。 １・・・ｎ型（又はｐ型）ＧａＰ基板 ２ ・ｎ型（又はｐ型） ＾ｌ、 Ｇａｔ−ｘ Ｐ層３
・・・超格子構造発光層 ４ ・Ｉ）型（又はｎ型） ＡＩＸＧａＩ−ｘ Ｐ層
５．６・・・電極 特 許 出願人 住友金属工業株式会社代理人 弁理
士 河 野 登 夫伝導挙 □εＣＧ 三〇 −Ｅｖ鴫 イ墨電子帯 ＄ ２図 お ３ 回
Claims (1)
- １、ｎ型（又はｐ型）ＧａＰ基板の表面に積層形成され
たｎ型（又はｐ型）Ａｌ＿ｘＧａ＿１＿−＿ｘＰ層と、
該層の表面に積層形成され、ＧａＰ層にのみＮ原子を選
択的にドープしたＧａＰ／ＡｌＰからなる超格子構造発
光層と、該層の表面に積層形成されたｐ型（又はｎ型）
Ａｌ＿ｘＧａ＿１＿−＿ｘＰ層とを備えることを特徴と
する発光素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61275586A JPS63128776A (ja) | 1986-11-19 | 1986-11-19 | 発光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61275586A JPS63128776A (ja) | 1986-11-19 | 1986-11-19 | 発光素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63128776A true JPS63128776A (ja) | 1988-06-01 |
Family
ID=17557519
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61275586A Pending JPS63128776A (ja) | 1986-11-19 | 1986-11-19 | 発光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63128776A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0690516A1 (en) * | 1994-06-30 | 1996-01-03 | Sharp Kabushiki Kaisha | Semiconductor light emitting device |
-
1986
- 1986-11-19 JP JP61275586A patent/JPS63128776A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0690516A1 (en) * | 1994-06-30 | 1996-01-03 | Sharp Kabushiki Kaisha | Semiconductor light emitting device |
| US5751014A (en) * | 1994-06-30 | 1998-05-12 | Sharp Kabushiki Kaisha | Semiconductor light emitting device |
| US5900642A (en) * | 1994-06-30 | 1999-05-04 | Sharp Kabushiki Kaisha | Semiconductor light emitting device |
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